Elektrische Voertuig Productie: 3 Sleuteltrends Die De Auto-industrie Vormgeven

Wijdverspreide adoptie van elektrische voertuigen zal significante gevolgen hebben voor automobielleveranciers: Ze moeten processen en technologie verschuiven om de veranderende marktbehoeftes te bedienen. Hier zijn drie trends die u moet kennen.

Misschien ziet u de recente aankondiging van General Motors (GM), die beschrijft hoe voorzitter en CEO Mary Barra zich heeft gecommitteerd om het bedrijf koolstofneutraal te maken op al haar faciliteiten tegen 2040. Als onderdeel van deze beweging, zal GM de productie van benzine- en diesel-aangedreven auto's en lichte vrachtwagens uitfaseren ten gunste van batterij-elektrische voertuig (BEV) technologie tegen 2035.

De 112-jarige automaker zal ook Hydrotec brandstofcel "power cubes" leveren aan zwaar apparatenfabrikant Navistar en heeft een partnership aangegaan met Honda om waterstofbrandstofcellen te commercialiseren als aanvulling op batterij-aangedreven voertuigen. Meest opvallend in GM's aankondiging was Barra's oproep aan de industrie: "We moedigen anderen aan dit na te doen en een significante impact te maken op onze industrie en de economie als geheel."

Maak geen fout – zelfs zonder GM's steun, was de BEV-transformatie al goed onderweg. Zes maanden voor Barra's aankondiging, voorspelde Allied Market Research dat de wereldwijde elektrische voertuigmarkt $802 miljard zou bereiken tegen 2027, een samengestelde jaarlijkse groeisnelheid (CAGR) van 22,6 procent en een vijfvoudige toename van de marktwaarde van 2019.

Op hetzelfde moment veranderen Tesla en een vloot van start-up concurrenten (veel van hen Chinees) de manier waarop auto's worden ontworpen, geleverd en onderhouden. De traditionele tweejaarlijkse ontwikkelcyclus van de auto-industrie versnelt, wat plaats maakt voor cloud-gebaseerde functionaliteitsupdates en snelle ontwerpiteraties die eens ondenkbaar waren.

"Elon Musk maakt engineering veranderingen op de vlucht," zegt Laurie Harbour, president en CEO van het Southfield, Michigan-gebaseerde adviesbureau Harbour Results Inc.

"Met andere woorden, de Model Y die in januari uitkwam, is niet de Model Y die u vandaag in de winkel kunt kopen. Ze hebben het verbeterd, op een manier niet ongelijke hoe Apple regelmatig updates naar de iPhone pusht. Vergelijk dat met General Motors of een van de andere Big Three – als iemand er een verbeteringskans vindt, zal het bedrijf wachten tot het volgende modeljaar om het te implementeren. De mensen bij Tesla verbeteren hun producten gewoon door te gaan."

Tesla verandert ook de manier waarop het auto's maakt. Een opvallend voorbeeld hiervan is CEO Elon Musk's investering in acht Giga Press die-casting machines van de Idra Groep in Italië – de grootste ter wereld – die de automaker zal gebruiken om eendelige aluminiumgietingen voor de Model Y onderboden te produceren.

"Dit is een groot ding," zegt Harbour. "Er zal één groot die-cast component zijn voor de batterijbak onder de zitplaatsen, en het gebied waar normaal een motorkamer zou zitten, zal ook die-cast zijn. Ik word verteld dat Tesla ruwweg de helft van de carrosseriewinkel met deze investering zal elimineren, samen met 1.000 of zo gestempelde onderdelen per voertuig. Tesla-werkers zullen in staat zijn om drie die-cast componenten naar de hoofproductielijn te brengen, ze te monteren aan de aandrijving, en de carrosserie erbovenop te droppen."

Wat betekent dit alles voor de auto-industrie? Belangrijker nog, wat betekent het voor de Tier-leveranciers die elk jaar miljoenen op miljoenen bewerkte en gefabriceerde componenten leveren aan automakers? In een woord: genoeg. Behalve van tooling up voor een heel reeks nieuwe voertuigen, moeten deze winkels zich wapenen voor onverminderd en steeds sneller veranderende omstandigheden naarmate fossiele brandstoffen plaatsmaken voor elektrische energie en automakers hun push voeren voor steeds slimere, lichtere (en vaak autonome) voertuigen.

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

Productietrend Nr. 1: Snijgereedschappen

Een grote verandering zal komen in de vorm van geavanceerde materialen. Ja, aluminium zal een sleutelrol blijven spelen in het lichter maken van auto's, maar er zullen ook heel veel CFRP (koolstofvezel versterkte plastic) en andere composietmaterialen op de automobilistische scène verschijnen.

Helaas zijn deze materialen zowel abrasief als geneigd tot uiteenlopen, uitsplitteren en delaminatie. Zoals besproken in Better MRO's How to Improve Time in Automotive Machining, zullen polycristijne diamant (PCD) en zogenaamde "geaderde" diamant snijgereedschappen een sleutel onderdeel zijn van het concurrerend zijn met composieten naarmate hun gebruik toeneemt. Dat verhaal noemde ook het verhoogde gebruik van gecompacteerd grafeit ijzer (CGI), roestvrije stalen en hoogsterke staallegeringen als middel om voertuiggewicht te reduceren, wat allemaal zal vereisen dat machine shops materiaalspecifieke hardmetaal, keramische of polycristijne kubische boor nitriet (PCBN) tooling omarmen. Dit zal de laagste kosten per onderdeel produceren, zelfs al zijn de snijgereedschappen zelf relatief duur.

Productietrend Nr. 2: Machine Gereedschappen

De woorden "automobiel" en "hoge productie" zijn lang synoniem geweest, en batterij-aangedreven voertuigen of niet, dat is onwaarschijnlijk om te veranderen. Als resultaat, zullen multi-spindle draaimachines, transferlijnen en geautomatiseerde stempel- en lascellen de leeuwendeel van de meeste hoog-volume auto-componenten blijven produceren.

Echter, productiehoeveelheden zullen waarschijnlijk enigszins dalen naarmate BEV-gebruik opgaat en voertuigen met interne verbrandingsmotoren (ICE) geleidelijk de weg gaan van 50-cent-per-gallon benzine, wat de deur opent voor winkels met de gesofistikeerde Zwitserse-stijl CNC draaibanken zoals hier beschreven.

Hoewel vaak geassocieerd met medische bewerking, zijn deze flexibele machinegereedschappen meestal uitgerust met snelle spindelsnelheden en ruime snijgereedschapsstations en kunnen ze meerdere bewerkingsoperaties simultaan uitvoeren. Dit maakt ze goed geschikt voor de hogere volumes die gebruikelijk zijn in de automobilistische ruimte, met name wanneer hun eigenaren investeren in magazijn-stijl staafvoeders en gereedschapsbreukdetectie nodig voor lights-out manufacturing.

Productietrend Nr. 3: 3D Printen en Additieve Productie

Hoewel lang beschouwd als een "alleen-prototype" technologie, wordt 3D printen geleidelijk een speler in de productiemarkt. HP, bijvoorbeeld, adverteert zijn Metal Jet en Multi Jet Fusion printers als in staat om hoog-volume, lage-kosten onderdelen in metaal of plastic te produceren, en noemt zelfs het gebruik ervan door Volkswagen en andere automakers.

Dat gezegd hebbende, is een van 3D printen's grootste voordelen voor veel fabrikanten – auto of anders – de capaciteit om snel lage-kosten bewerkingsjigs, montagemontages, robotgreifers, persbreekmatrizen en andere tooling voor de fabrieksvloer te produceren. Dit is met name waar gegeven de brede selectie van engineering-grade polymeren zoals vezel-gevulde composieten, Ultem en PEEK. Deze en andere materialen geven ingenieurs brede ruimte en extreme flexibiliteit, niet alleen voor tooling doeleinden maar voor het ontwerp van functionele prototypes.

Additieve productie (AM) groeit ook in populariteit binnen de gietindustrie, waar het gebruikt wordt om kernen en matten te bouwen, alsook het printen van metalen inserts voor gebruik in plastic injectiematten.

Gegeven het snelle tempo van verandering in alle productiesectoren, automobiel onder hen, zal het belangrijker dan ooit zijn voor machine shops, blikfabrieken, elektronicafabrikanten en anderen om snelle en flexibele productieprocessen te ontwikkelen.

Gevestigde shopfloor tools zoals offline vooraf instellen, in-process machine probing, en nul-punt spanningsystemen zullen de weg banen, gevolgd door het gebruik van software simulatie en de digitale tweeling. Beiden zullen helpen om machine programmeren en ingenieurstaken te stroomlijnen, terwijl IIoT-ingeschakelde machine analytics zullen dienen om snijgereedschapsgebruik en machine uptime te optimaliseren. Het is allemaal daar voor het nemen. Alles wat fabrikanten hoeven te doen is erin stappen en rijden.

Hoe Bereidt U Zich Voor Op De Wijdverspreide Adoptie Van Elektrische Voertuigen?

De wijdverspreide adoptie van elektrische voertuigen zal significante gevolgen hebben voor automobielleveranciers.

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

We hebben drie delen van de shopfloor geïdentificeerd die we denken het meest zullen beïnvloeden. Welke zal uw bedrijf beïnvloeden? Doe mee aan onze poll om uw inzichten te delen.

Welke van de volgende veranderingen zal uw winkel het meest beïnvloeden?

Welke stappen onderneemt u om uw elektrische voertuig productiemogelijkheden te versnellen? Deel uw gedachten en inzichten in de reacties hieronder.