Trends in de auto-industrie:3 dingen om op te letten bij de productie van elektrische auto's

De grootschalige adoptie van elektrische voertuigen zal aanzienlijke gevolgen hebben voor autoleveranciers:ze moeten hun processen en technologie aanpassen om aan de veranderende marktbehoeften te voldoen. Hier zijn drie trends die je moet kennen.

Misschien heb je de recente aankondiging van General Motors (GM) gezien, waarin wordt beschreven hoe voorzitter en CEO Mary Barra zich ertoe heeft verbonden het bedrijf tegen 2040 CO2-neutraal te maken in al zijn faciliteiten. Als onderdeel van deze stap zal GM de productie van gas en dieselauto's en lichte vrachtwagens in het voordeel van batterij-elektrische voertuig (BV)-technologie tegen 2035. 

De 112-jarige autofabrikant zal ook Hydrotec-brandstofcel-"powercubes" leveren aan Navistar, fabrikant van zwaar materieel en is een samenwerking aangegaan met Honda om waterstofbrandstofcellen op de markt te brengen als aanvulling op batterijaangedreven voertuigen. Het meest opvallende in de aankondiging van GM was Barra's oproep aan de industrie:"We moedigen anderen aan om dit voorbeeld te volgen en een significante impact te hebben op onze industrie en op de economie als geheel."

Vergis je niet - zelfs zonder de steun van GM was de BEV-transformatie al in volle gang. Zes maanden voor de aankondiging van Barra voorspelde Allied Market Research dat de wereldwijde markt voor elektrische voertuigen in 2027 $802 miljard zou bereiken, een samengesteld jaarlijks groeipercentage (CAGR) van 22,6 procent en een vervijfvoudiging van de marktwaarde in 2019.

Tegelijkertijd veranderen Tesla en een vloot van startup-concurrenten (veel van hen Chinees) de manier waarop auto's worden ontworpen, geleverd en onderhouden. De traditionele tweejarige ontwikkelingscyclus van de auto-industrie versnelt en maakt plaats voor cloudgebaseerde functionaliteitsupdates en snelle ontwerpiteraties die ooit ondenkbaar waren.

"Elon Musk brengt technische wijzigingen in een oogwenk aan", zegt Laurie Harbour, president en CEO van het in Southfield, Michigan gevestigde adviesbureau Harbor Results Inc.
 

“Met andere woorden, de Model Y die in januari uitkwam, is niet de Model Y die je vandaag in de winkel kunt kopen. Ze hebben het verbeterd, op een manier die lijkt op hoe Apple regelmatig updates naar de iPhone pusht. Vergelijk dat met General Motors of een van de andere Grote Drie:als iemand daar een verbeteringsmogelijkheid vindt, wacht het bedrijf tot het volgende modeljaar om het te implementeren. De mensen bij Tesla verbeteren hun producten gaandeweg.”

Tesla verandert ook de manier waarop het auto's maakt. Een opmerkelijk voorbeeld hiervan is de investering van CEO Elon Musk in acht Giga Press-spuitgietmachines van de Idra Group in Italië - de grootste ter wereld - die de automaker zal gebruiken om aluminium gietstukken uit één stuk te produceren voor de Model Y-bodemplaat.

"Dit is een groot probleem", zegt Harbor. “Er komt één groot gegoten onderdeel voor de batterijlade onder de stoelen, en het gebied waar normaal gesproken een motorcompartiment zou zitten, zal ook worden gegoten. Mij ​​is verteld dat Tesla met deze investering ongeveer de helft van het carrosseriebedrijf zal elimineren, samen met ongeveer 1.000 gestempelde onderdelen per voertuig. Tesla-werknemers zullen in staat zijn om drie gegoten componenten naar de hoofdproductielijn te brengen, ze in de aandrijflijn te monteren en de carrosserie erop te laten vallen.”

Wat betekent dit alles voor de auto-industrie? Wat nog belangrijker is, wat betekent het voor de Tier-leveranciers die elk jaar miljoenen en miljoenen bewerkte en gefabriceerde componenten aan autofabrikanten leveren? In één woord:genoeg. Afgezien van het gereedmaken van een hele reeks nieuwe voertuigen, moeten deze winkels zich schrap zetten voor niet-aflatende en steeds snellere veranderingen, aangezien fossiele brandstoffen plaatsmaken voor elektrische energie en autofabrikanten hun streven naar steeds slimmere, lichtere (en vaak autonome) voertuigen voortzetten.

Hier zijn drie delen van de winkelvloer die het meest worden beïnvloed:

Productietrend nr. 1:snijgereedschappen

Een grote verandering zal komen in de vorm van geavanceerde materialen. Ja, aluminium zal een sleutelrol blijven spelen bij het lichter maken van auto's, maar er zullen ook tal van CFRP (koolstofvezelversterkte kunststof) en andere composietmaterialen op de automarkt verschijnen.

Helaas zijn deze materialen zowel schurend als gevoelig voor rafelen, versplintering en delaminatie. Zoals besproken in Better MRO's How to Improve Time in Automotive Machining, zullen polykristallijne diamant (PCD) en zogenaamde "geaderde" diamantsnijgereedschappen een belangrijk onderdeel zijn van de concurrentie met composieten naarmate het gebruik ervan toeneemt. In dat verhaal werd ook melding gemaakt van het toegenomen gebruik van verdicht grafietijzer (CGI), roestvrij staal en zeer sterke staallegeringen als middel om het voertuiggewicht te verminderen, wat allemaal vereist dat machinewerkplaatsen materiaalspecifiek carbide, keramiek of polykristallijn kubisch boor omarmen nitride (PCBN) gereedschap. Dit levert de laagste kosten per onderdeel op, ook al zijn de snijgereedschappen zelf relatief duur.

Trend nr. 2:werktuigmachines

De woorden "automobiel" en "hoge productie" zijn al lang synoniem, en batterijaangedreven voertuigen of niet, dat zal waarschijnlijk niet veranderen. Als gevolg hiervan zullen meerspillige schroefmachines, transferlijnen en geautomatiseerde stempel- en lascellen het leeuwendeel van de meeste grootschalige auto-onderdelen blijven produceren.

De productiehoeveelheden zullen echter waarschijnlijk enigszins afnemen naarmate het gebruik van BEV toeneemt en voertuigen met interne verbrandingsmotoren (ICE) geleidelijk de weg gaan van benzine van 50 cent-a-gallon, waardoor de deur wordt geopend naar winkels met de geavanceerde CNC-draaibanken in Zwitserse stijl als hier beschreven.

Hoewel ze vaak worden geassocieerd met medische bewerkingen, zijn deze flexibele werktuigmachines meestal uitgerust met hoge spilsnelheden en royale snijgereedschapstations en kunnen ze meerdere bewerkingen tegelijk uitvoeren. Dit maakt ze zeer geschikt voor de hogere volumes die gebruikelijk zijn in de auto-industrie, vooral wanneer hun eigenaren investeren in de magazijnachtige staafaanvoer en detectie van gereedschapsbreuk die nodig zijn voor de productie zonder licht.

Trend nr. 3:3D-printen en additieve productie

Hoewel 3D-printen lang werd beschouwd als een technologie die alleen voor prototypes geldt, wordt het geleidelijk een speler op de productiemarkt. HP adverteert bijvoorbeeld met zijn Metal Jet- en Multi Jet Fusion-printers die in staat zijn om grote hoeveelheden, goedkope onderdelen van metaal of plastic te produceren, en adverteert zelfs met het gebruik ervan door Volkswagen en andere autofabrikanten.

Dat gezegd hebbende, is een van de grootste voordelen van 3D-printen voor veel fabrikanten, al dan niet in de auto-industrie, de mogelijkheid om snel goedkope bewerkingsmallen, montagehulpmiddelen, robotgrijpers, matrijzen voor kantpersen en ander gereedschap voor de fabrieksvloer te produceren. Dit is met name het geval gezien het brede assortiment polymeren van technische kwaliteit, zoals vezelgevulde composieten, Ultem en PEEK. Deze en andere materialen geven ingenieurs veel speelruimte en extreme flexibiliteit, niet alleen voor gereedschapsdoeleinden, maar ook voor het ontwerpen van functionele prototypes.

Additive manufacturing (AM) wordt ook steeds populairder binnen de gietindustrie, waar het wordt gebruikt om kernen en mallen te bouwen, evenals het bedrukken van metalen inzetstukken voor gebruik in kunststof spuitgietmatrijzen.

Gezien het snelle tempo van veranderingen in alle productiesectoren, waaronder de automobielsector, zal het voor machinewerkplaatsen, plaatmetaalfabrikanten, elektronicafabrikanten en anderen belangrijker dan ooit zijn om snelle en flexibele productieprocessen te ontwikkelen.

Gevestigde tools op de werkvloer, zoals offline voorinstellingen, in-process machinetasters en nulpunts-werkstukvasthoudsystemen, zullen de weg vrijmaken, gevolgd door het gebruik van softwaresimulatie en de digitale tweeling. Beide zullen helpen om machineprogrammering en engineeringtaken te stroomlijnen, terwijl IIoT-enabled machineanalyse zal dienen om het gebruik van snijgereedschappen en machine-uptime te optimaliseren. Het ligt allemaal voor het oprapen. Fabrikanten hoeven alleen maar in te stappen en te rijden.

Hoe bereidt u zich voor op de grootschalige invoering van elektrische voertuigen?

De grootschalige invoering van elektrische voertuigen zal aanzienlijke gevolgen hebben voor autoleveranciers.

De veranderingen zullen een grote impact hebben op de industriële leveranciers die elk jaar miljoenen en miljoenen bewerkte en gefabriceerde componenten leveren aan autofabrikanten.

We hebben drie delen van de winkelvloer geïdentificeerd waarvan we denken dat ze het meest getroffen zullen worden. Welke zal uw bedrijf beïnvloeden? Vul onze poll in om uw inzichten te delen.

Welke van de volgende wijzigingen hebben de meeste invloed op uw winkel?

Welke stappen onderneemt u om de productiecapaciteit van uw elektrische voertuigen te versnellen? Deel uw mening en inzichten in de onderstaande opmerkingen.