Как автомобильная промышленность обеспечивает углеродную нейтральность, сокращает выбросы углекислого газа и достигает устойчивого развития отрасли?

Тот факт, что 25% годового производства металла в автомобилестроении никогда не попадает в продукцию, а списывается через цепочку поставок, является фактом, что технология обработки металлов давлением в автомобильной промышленности имеет большой потенциал для сокращения металлических отходов.Основное воздействие металлургической промышленности на окружающую среду очевидно связано с оригинальным производством металлов из руд, которые высоко оптимизированы.Последующие процессы обработки металлов давлением, настроенные на максимальную производительность, оказались очень расточительными.Вероятно, около половины металла, производимого в мире каждый год, является ненужным, при этом четверть произведенного металла так и не достигает продукта, отрезаясь после вырубки или глубокой вытяжки.

Проектирование или обработка металлов повышенной прочности

Использование передовых методов механической обработки, таких как сервопрессы и контролируемая прокатка, может снизить потери материала и производить детали более высокой прочности, а горячая штамповка расширяет возможности применения высокопрочных металлов в деталях..ТрадиционныйФормирование листового металла сложной формы, усовершенствованная холодная ковка снижает отходы материала за счет формирования более сложных форм для повышения производительности и снижения требований к механической обработке.Модуль Юнга металлических материалов в основном определяется основным химическим составом с небольшими фундаментальными изменениями, а инновационная обработка в композиционных и термомеханических аспектах значительно увеличивает прочность металла.В будущем, по мере развития процессов обработки, улучшенные конструкции компонентов позволят повысить прочность и одновременно повысить жесткость.Для инженеров по формованию (изготовлению) металлов для достижения высокой жесткости, высокой прочности и низкой стоимости деталей. Сотрудничайте с разработчиками компонентов для разработки более легких и прочных форм и конструкций изделий, а также с учеными-материаловедами для разработки более прочного и экономичного металла.

Сокращение потерь урожая в цепочке поставок листового металла

В настоящее время в производстве двигателей преобладает лом заготовок и штамповки.в среднем около половины листов попадает в автомобильную промышленность, при этом средний выход по отрасли составляет 56%, а передовая практика — около 70%.Потери материала, не участвующие в обработке, сравнительно легко уменьшить, например, путем размещения различных форм вдоль рулона, что уже является обычной практикой в ​​​​других отраслях промышленности.Штамповочные потери, связанные с негодностью полос при глубокой вытяжке, не могут быть полностью устранены и могут быть уменьшены в будущем.Использование прессов двойного действия заменяется альтернативными способами формования деталей чистой формы, возможность изготовления осесимметричных деталей вращением, эта техническая возможность до конца не изучена, и существует необходимость дальнейшего снижения дефектности при штамповке. потери технологий, продуктов и процессов.

Избегайте чрезмерного проектирования

При производстве двигателей, построенных из стали и стальных рам, часто используется чрезмерное количество стали до 50%, затраты на сталь низкие, а затраты на рабочую силу высоки, самый дешевый способ производства двигателей часто состоит в использовании дополнительной стали, чтобы избежать затрат на проектирование, а также необходимых производственных затрат. использовать .Для многих проектов двигателей мы не знаем, какие нагрузки будут применяться в течение всего срока службы двигателя, поэтому возьмите крайне консервативные конструкции и спроектируйте их с учетом самых высоких нагрузок, которые только можно себе представить, даже если на практике это невозможно.Будущее инженерное образование может обеспечить дополнительную подготовку по допускам и размерам, чтобы помочь уменьшить чрезмерное использование, а лучшее понимание характеристик, возникающих при производстве компонентов, поможет избежать такого чрезмерного использования.

Порошковые процессы (спекание, горячее изостатическое прессование или 3D-печать) часто неэффективны с точки зрения использования энергии и материалов.Если вы привыкли изготавливать целые детали, порошковые процессы в сочетании с традиционными процессами формовки металлов для локальных деталей могут обеспечить некоторый выигрыш в общей эффективности использования энергии и материалов, а литьевое формование композитных полимеров и металлических порошков может повысить эффективность.Инициатива по горячей прокатке специального магнитно-мягкого композитного материала (SMC), который мог бы сэкономить около одной трети металла, необходимого для статора/ротора, показала технические перспективы, но не вызвала коммерческого интереса.Автомобильная промышленность не заинтересована в инновациях, поскольку холоднокатаный лист для статора/ротора уже дешев, а клиенты не заинтересованы, поскольку они не увидят небольшой разницы в стоимости и могут не подойти в особых случаях.

Держите продукты в эксплуатации дольше, прежде чем заменять их.

Большинство продуктов заменяются и служат дольше, прежде чем они «сломаются», а стремление к инновациям зависит от новых бизнес-моделей, в которых все металлы разрабатываются и обслуживаются компаниями, ориентированными на оптимизацию срока службы материалов.

Улучшение переработки металлолома

Традиционная переработка расплава зависит от контроля состава металла, загрязнение медью при переработке стали или легирование при смешанной переработке литья и поковки могут снизить стоимость металлов, изготовленных из лома.Новые способы идентификации, разделения и сортировки различных потоков металлолома могут принести значительную пользу.Алюминий (и, возможно, некоторые другие цветные металлы) также можно перерабатывать без плавления за счет твердого соединения, а очистка экструдированной алюминиевой стружки может иметь свойства, эквивалентные первичным материалам и переработке в твердом состоянии, что представляется эффективным.В настоящее время обработка, отличная от экструзии, может вызвать проблемы с растрескиванием поверхности, но эту проблему можно решить при разработке будущих процессов.Рынок лома в настоящее время редко определяет точный состав лома, вместо этого оценивая его по источнику, а рынок вторичной переработки в будущем может стать более ценным за счет экономии энергии на переработку и более сегрегированного потока отходов.Как влияют выбросы от производства новых материалов (материализованные выбросы), противопоставляют эффекты использования продуктов, произведенных разными способами (выбросы на этапе использования), дизайн продукта может способствовать улучшению материалов за счет сочетания развития технологий производства и переработки металлолома. Эффективное использование и повторное использование.

в заключение

Привыкание к новым гибким процессам может компенсировать чрезмерное проектирование, стимулы для коммерческого внедрения процессов материалосбережения в настоящее время слабы, и не существует общепринятого механизма, позволяющего обеспечить первоначальный и малоценный эффект.Но процессы с высоким уровнем выбросов, заменяющие дорогостоящие процессы с низким уровнем выбросов, затрудняют создание экономического обоснования для повышения эффективности.В рамках нынешних стимулов поставщики материалов стремятся максимизировать продажи, а производственная цепочка поставок в первую очередь ориентирована на снижение затрат на рабочую силу, а не на материальные затраты.Выбытие металлов с высокой стоимостью активов приводит к долгосрочному закреплению устоявшихся практик, при этом у клиентов и конечных пользователей мало стимулов к экономии материалов, если только это не приведет к существенной экономии затрат.Поскольку необходимость сокращения глобальных выбросов углекислого газа возрастает, автомобилестроительная промышленность будет сталкиваться с растущим давлением, требующим добавления большего количества ценных материалов к меньшему количеству новых продуктов, и автомобильная промышленность уже продемонстрировала большой потенциал для инноваций.