180
Otomotiv içgörüleri EA menzilini düşük maliyetle uzatmanın en iyi yolları
Docol® - Otomotiv çeliği

EA MENZİLİNİ DÜŞÜK MALİYETLE UZATMANIN EN İYİ YOLLARI

Hafif konstrüksiyon geleceğin mobilitesi açısından ne kadar önemli?

Elektrikli araçların menzilini düşük maliyetle uzatmanın en iyi yolları nelerdir? Bu konu Almanya Würzburg'da düzenlenen 2019 Hafif Konstrüksiyon Zirvesi'nde de ele alındı ve zirveden akılda kalan şaşırtıcı bir mesaj da, bazı durumlarda bunun yapıyı hafifletmek yerine elektrik (ve elektronik) sistemlerini optimize etmekle sağlanabileceği oldu. Yine de birçok zirve katılımcısı, elektromobiliteye yapılacak yüksek yatırımların, hafifletme projelerinden finans ve insan kaynağı çekmesi nedeniyle endişelerini belirtti.

Zirveden diğer başlıklar:

  • Elektromobilite (EA'lar) tasarımları, elektrikli, hibrit ve geleneksel dahil olmak üzere tüm araçlara yönelik hafif tasarımları derinden etkilemeye devam ediyor.
  • Birçok konuşmacı, ağırlık azaltımı ile maliyet etkinliği arasında bitmek bilmeyen çekişmede, hafif çelik kullanılan tasarımların yeniden ön plana çıktığını belirtti. Yeni yüksek dayanımlı ve ultra yüksek dayanımlı çelikler, hem maliyeti düşüren ağırlık azaltımlarına, hem gerekli özelliklerin devam ettirilmesine olanak tanır.
  • "Doğru yerde doğru parça" ilkesiyle hafif malzemelerin akıllıca tahsis edilmesinin, alüminyum (önceki Audi A8) veya karbon fiberin (BMW i3) bütünüyle ikame edilmesine kıyasla daha pratik olacağının gitgide daha fazla farkına varılıyor.

 

Docol LeichtbauGipfel'da

Bu ilke doğrultusunda gitgide daha fazla sayıda ileri görüşlü araba üreticisi, hem aracı hem de aracın ekolojik ayak izini hafifleten doğal fiber takviyeli biyomalzemelerle deneyler yapıyor. Uzmanlar ayrıca karbon fiber takviyeli malzemelerin günün birinde seri üretim düzeyine ulaşacağını, bir zamanlar egzotik olarak görülen bu malzeme için daha olgun ve rasyonel imalat yöntemleri sağlanacağını öngörüyor.

Hibrit malzeme konstrüksiyonunda yeni teknikler

Hibrit malzemelerden yapılan araba parçaları, aracın güçlü ve bölgesel gerilimlere karşı hassas olan kısımlarında daha fazla önem kazanıyor. Zirvede Volkswagen örneğin E-Golf modelini yüksek dayanımlı çelikli açık profillere yapıştırılmış fiberglas takviyeli plastikten oluşan bir eşik/B direği alanı ile sundu. Bu sayede yapısal olarak güçlendirilen alan, çarpışma testlerinde intrüzyonu %50 oranında azalttı. Bu hibrit yaklaşımıyla Volkswagen, 200 gramdan az ağırlık ilavesiyle Yeni Araba Değerlendirme Programı (NCAP) direk darbe testi 2015 değişikliklerini karşılayabiliyor; üstelik bunun için seri üretim karoseri veya ilgili imalat süreçlerini değşitirmesi gerekmedi.

Diğer bir yaklaşım da köpüklü malzeme kullanmaktır. Ama bu daha pahalıdır ve geliştirme sürecinin en başından itibaren dikkatli bir planlama gerektirir. Yine de, diğer malzemelerle (örn. gelişmiş yüksek dayanımlı çelikler - AHSS'ler) kombinasyon halinde kullanıldığında, köpüklü malzemeler düşük ağırlıkta iyi özellikler sunar.

Araba parçalarının hafifletilmesinde bilgisayar simülasyonlarından tam olarak faydalanın

Bilgisayar modellemesindeki gelişmeler (spesifik hafif malzemeler kullanılan parça tasarımlarının dinamik simülasyonları ile) bugüne dek hiç olmadığı kadar önem kazanıyor. Örneğin, malzemeleri inceltmenin sonuçları gitgide daha büyük bir doğruluk oranıyla hesaplanabiliyor. Zirvedeki konuşmacıların sunduğu pek çok tasarım arasında önemli derecede malzeme tasarrufu (ve maliyet düşüşü) sağlayacak olanlar da vardı.

Bilgisayar simülasyonuyla birlikte ikinci bir önemli ilerleme de, sadece ekstrem parça geometrilerine izin vermekle kalmayıp, fonksiyonların bir araba parçasına yüksek düzeyde entegrasyonuna olanak tanıyan katmanlı imalattır (diğer adıyla 3D yazdırma).

Sunumların birçoğunda hafif konstrüksiyon konusuna bütüncül bir yaklaşım sergilenmesi dikkat çekiciydi. Örneğin, üretim maliyetlerine odaklanılırken ekolojik ayak izi analizi de hesaba katıldı: Bir parçanın, hammaddeden geri dönüşüme kadar tüm yaşam döngüsündeki bütüncül çevresel etkisi nedir?

Diğer bir bütüncül örnek: Otomotiv hafifletme çalışmaları, sadece münferit parçaların konstrüksiyonuna bakmanın çok daha ötesine geçti. Evet, süreç hâlâ parçaların geniş kapsamlı bilgisayar simülasyonlarıyla başlıyor. Ama devamında toplam araç simülasyonlarını, araç çarpma hesaplamalarını, araç imalat ve montaj simülasyonlarını ve ardından ekolojik ayak izi tahminlerini de içeriyor.

Çelik endüstrisi gelecekte hafifliğe ve CO2 verimine duyulan ihtiyacı karşılayabilecek mi?

"Würzburg'daki 2019 Hafif Konstrüksiyon Zirvesi, SSAB'nin yenilikçi malzemeleri ve kapsamlı hizmetleriyle hafif konstrüksiyon trendlerinin birçoğuyla ilgili beklentilerinde haklı olduğunu doğruladı," diyor SSAB Otomotiv İş Geliştirme Başkanı ve etkinlikteki konuşmacılardan Thomas Müller. Docol® adı altındaki otomotiv çeliği portföyüyle SSAB otomotiv hafif konstrüksiyonlarında önemli bir "yol açıcı"dır, çünkü SSAB'nin AHSS çelikleri dayanımı, mükemmel sünekliği ve iyi yorulma performansı ile işlevsel açıdan değerinin karşılığını verir. SSAB her AHSS çeliğini sabit bir üretim hattına atadığı için, bu çelikler yüksek düzeyde tutarlı malzeme özellikleri sergiler. Müşteriler, standartlaştırılmış Docol® AHSS çelik portföyünün yanı sıra özel AHSS çelik kaliteleri de talep edebilir.

SSAB'nin küresel çevreye olan bağlılığı hem samimi, hem de son derece pragmatik: Araba malzemeleri için "gömülü karbon"u da içeren yeni CO2 düzenlemelerinin gelmesi neredeyse kaçınılmaz. Şu anda SSAB'nin ürettiği çeliğin kilogram başına CO2 emisyonu sadece 2 kg — SSAB bu özelliğiyle dünyanın karbon verimi en yüksek çelik üreticileri arasında yer alıyor. AB'deki çelik üreticileri ortalama olarak %7 daha fazla CO2 üretirken bu oran ABD'de %11, Çin'de %26 ve Hindistan'da %42'yi buluyor.

"Yine de, 2 kg CO2/çelik kg bile bizim için çok," diyor Müller. "Hedefimiz, neredeyse hiç CO2 emisyonu olmayan çelik üretmek. İsveç Luleå'da, yüksek fırında karbon yerine hidrojen kullanacağımız, deneysel bir HYBRIT fabrikası inşa ediyoruz. Hidrojen, mevcut ve yeni hidrolik ve rüzgar gücü kaynakları kullanılarak üretilecek.

SSAB, 2045 yılına kadar fosil yakıtsız Docol® AHSS çeliği piyasaya sürmüş olmayı planlıyor. Bu süre içerisinde SSAB biyokarbon deneyleri yapacak ve bir fabrikasının bir kısmını tam elektriğe dönüştürerek her türlü kömür/kok kullanımını ortadan kaldıracak.

Bir EA süreci olarak hafif konstrüksiyon

SSAB, "kapsamlı bir süreç olarak hafif konstrüksiyon"a örnek olarak, elektrikli araçlarda aküyü çarpmalara karşı koruyan bir tasarım konsepti sundu. Seçilmiş Docol® AHSS çeliklerle yapılan koruyucu akü kasası şu özellikleri taşır:

  • Sızdırmaz
  • Tümüyle sağlam
  • Hafif ve verimli

 

Müller'e göre, "Bu akü kasası sadece Alman OEM'ler arasında değil, özellikle Çinli araba üreticileri arasında da çok ilgi çekiyor.

EA'lara yönelik bu akü kasası, SSAB'nin araba geliştirme sürecine erkenden dahil edilmesi halinde neler yapabileceğine bir örnek," diyor Müller. "Erkenden sürece dahil olmak, optimum otomobil hafifletme ve parça performansı açısından kritik önem taşıyor. Uygulamaya bağlı olarak, Bilgi Hizmetleri Merkezimiz araba üreticilerinin parça ağırlıklarını %50'ye varan oranlarda azaltmasına yardımcı oldu."

Docol® Bilgi Hizmetleri Merkezi araba tasarımcılarına günlük işlerinde yardım eder ve gelişmiş yüksek dayanımlı çeliklerle ilgili tüm sorularına yanıt verir. Bunlar konsept ve yapım çalışmaları, hesaplama ve bilgisayar simülasyon hizmetleri (örn. şekillendirme süreçleri ve çarpışma performansının dijital modellemesi), takım tasarımı için öneriler, işleme çözümleri ya da AHSS çeliklerin kaynaklanması hakkında olabilir.

Docol® Bilgi Hizmetleri Merkezinin ekibi yüksek düzeyde eğitimli bilgisayar simülasyon mühendisleri, tasarımcılar, kaynak uzmanları ve şekillendirme uzmanlarından oluşur. Ekibin en yeni teknoloji ürünü şekillendirme makinelerine ve bilgisayar modelleme programlarına erişimi var. Potansiyel müşterilerin SSAB çeliğin avantajlarını erkenden bizzat deneyimleyebilmesi için, SSAB dünyada benzeri olmayan bir test malzemeleri mağazası sunar. Mağazanın mal stoğu birçok Docol® AHSS çelik kalitesine ait sac ve bobinleri içerir; bunlar SSAB tarafından istenen ölçüde kesilebilir ve iki hafta içinde (genellikle iki işgünü içinde) gönderilebilir. Bu denli kapsamlı, yüksek düzeyde uzman ve hızlı yanıt veren bir numune alma hizmeti, AHSS çelik üreticileri arasında benzersizdir.

Thomas Müller
Thomas Müller, SSAB Otomotiv İş Geliştirme Başkanı

Hybrit projesi hakkında daha fazla bilgi edininDocol Otomotiv Çeliğini keşfedin

Aylık ücretsiz Otomotiv İçgörüleri haber bültenimize abone olun, işinizi etkileyen konularda güncel ve derinlemesine yazılar alın.

Bu formu göndermekle gizlilik beyanımızı kabul etmiş oluyorsunuz.