Trends in der Automobilindustrie:3 Dinge, auf die Sie bei der Herstellung von Elektroautos achten sollten

Die breite Einführung von Elektrofahrzeugen wird erhebliche Auswirkungen auf Automobilzulieferer haben:Sie müssen Prozesse und Technologien ändern, um den sich ändernden Marktanforderungen gerecht zu werden. Hier sind drei Trends, die Sie kennen sollten.

Vielleicht haben Sie die kürzliche Ankündigung von General Motors (GM) gesehen, in der beschrieben wird, wie sich die Vorsitzende und CEO Mary Barra verpflichtet hat, das Unternehmen bis 2040 in allen seinen Einrichtungen klimaneutral zu machen. Als Teil dieses Schritts wird GM die Produktion von Gas einstellen und dieselbetriebene Pkw und leichte Lkw zugunsten der batterieelektrischen Fahrzeugtechnologie (BEV) bis 2035. 

Der 112 Jahre alte Autohersteller wird Hydrotec-Brennstoffzellen-„Power Cubes“ auch an den Schwermaschinenhersteller Navistar liefern und ist eine Partnerschaft mit Honda eingegangen, um Wasserstoff-Brennstoffzellen als Ergänzung zu batteriebetriebenen Fahrzeugen zu kommerzialisieren. Am bemerkenswertesten in der Ankündigung von GM war Barras Aufruf an die Branche:„Wir ermutigen andere, unserem Beispiel zu folgen und einen signifikanten Einfluss auf unsere Branche und die Wirtschaft insgesamt zu nehmen.“

Täuschen Sie sich nicht – auch ohne die Unterstützung von GM war die BEV-Transformation bereits in vollem Gange. Sechs Monate vor der Ankündigung von Barra prognostizierte Allied Market Research, dass der weltweite Markt für Elektrofahrzeuge bis 2027 802 Milliarden $ erreichen würde, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 22,6 % und einer Verfünffachung des Marktwerts von 2019 entsprechen würde.

Gleichzeitig verändern Tesla und eine Flotte von Startup-Konkurrenten (viele davon Chinesen) die Art und Weise, wie Autos entworfen, geliefert und gewartet werden. Der traditionelle zweijährige Entwicklungszyklus der Automobilindustrie beschleunigt sich und weicht Cloud-basierten Funktionsaktualisierungen und schnellen Design-Iterationen, die früher undenkbar waren.

„Elon Musk nimmt spontan technische Änderungen vor“, sagt Laurie Harbour, Präsidentin und CEO des in Southfield, Michigan, ansässigen Beratungsunternehmens Harbour Results Inc. 
 

„Mit anderen Worten, das Model Y, das im Januar auf den Markt kam, ist nicht das Model Y, das Sie heute im Laden kaufen können. Sie haben es verbessert, ähnlich wie Apple regelmäßig Updates auf das iPhone bringt. Vergleichen Sie das mit General Motors oder einem der anderen großen Drei – wenn dort jemand eine Verbesserungsmöglichkeit findet, wird das Unternehmen bis zum nächsten Modelljahr warten, um sie umzusetzen. Die Leute bei Tesla verbessern ihre Produkte einfach im Laufe der Zeit.“

Tesla ändert auch die Art und Weise, wie es Autos herstellt. Ein bemerkenswertes Beispiel dafür ist die Investition von CEO Elon Musk in acht Giga Press-Druckgussmaschinen der Idra Group in Italien – die größten der Welt –, mit denen der Autohersteller einteilige Aluminiumgussteile für den Unterboden des Model Y herstellen wird.

„Das ist eine große Sache“, sagt Harbor. „Es wird eine große Druckgusskomponente für das Batteriefach unter den Sitzen geben, und der Bereich, in dem normalerweise ein Motorraum sitzen würde, wird ebenfalls aus Druckguss bestehen. Mir wurde gesagt, dass Tesla mit dieser Investition etwa die Hälfte des Karosseriebaus eliminieren wird, zusammen mit etwa 1.000 Stanzteilen pro Fahrzeug. Tesla-Arbeiter können drei Druckgusskomponenten zur Hauptproduktionslinie bringen, sie am Antriebsstrang montieren und die Karosserie darauf fallen lassen.“

Was bedeutet das alles für die Automobilindustrie? Noch wichtiger, was bedeutet es für die Tier-Zulieferer, die jedes Jahr Millionen und Abermillionen von bearbeiteten und gefertigten Komponenten an Autohersteller liefern? Mit einem Wort:reichlich. Abgesehen von der Ausrüstung für eine ganze Reihe neuer Fahrzeuge müssen sich diese Werkstätten auf einen unerbittlichen und immer schnelleren Wandel einstellen, da fossile Brennstoffe der elektrischen Energie weichen und die Autohersteller ihren Drang nach immer intelligenteren, leichteren (und oft autonomen) Fahrzeugen fortsetzen.

Hier sind drei Teile der Werkstatt, die am stärksten betroffen sein werden:

Fertigungstrend Nr. 1:Schneidwerkzeuge

Eine große Veränderung wird in Form von fortschrittlichen Materialien kommen. Ja, Aluminium wird weiterhin eine Schlüsselrolle dabei spielen, Autos leichter zu machen, aber es werden auch viele CFK (kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff) und andere Verbundwerkstoffe in die Automobilszene kommen.

Leider sind diese Materialien sowohl abrasiv als auch anfällig für Ausfransen, Splittern und Delaminierung. Wie in „How to Improve Time in Automotive Machining“ von Better MRO besprochen, werden polykristalliner Diamant (PCD) und sogenannte „geäderte“ Diamantschneidwerkzeuge eine Schlüsselrolle spielen, um gegenüber Verbundwerkstoffen wettbewerbsfähig zu sein, wenn ihr Einsatz zunimmt. In dieser Geschichte wurde auch die zunehmende Verwendung von verdichtetem Graphiteisen (CGI), rostfreien Stählen und hochfesten Stahllegierungen als Mittel zur Reduzierung des Fahrzeuggewichts erwähnt, die alle erfordern, dass Maschinenwerkstätten materialspezifisches Hartmetall, Keramik oder polykristallines kubisches Bor verwenden Nitrid (PCBN) Werkzeuge. Dies führt zu den niedrigsten Kosten pro Teil, obwohl die Schneidwerkzeuge selbst relativ teuer sind.

Fertigungstrend Nr. 2:Werkzeugmaschinen

Die Wörter „Automotive“ und „High-Production“ sind längst Synonyme, und batteriebetriebene Fahrzeuge hin oder her, das wird sich kaum ändern. Infolgedessen werden Mehrspindel-Schraubautomaten, Transferstraßen und automatisierte Stanz- und Schweißzellen auch weiterhin den Löwenanteil der meisten großvolumigen Automobilkomponenten produzieren.

Die Produktionsmengen werden jedoch wahrscheinlich etwas zurückgehen, wenn die BEV-Nutzung hochfährt und Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren (ICE) allmählich den Weg von 50 Cent pro Gallone Benzin gehen und die Tür zu Geschäften mit den hochentwickelten CNC-Drehmaschinen im Schweizer Stil öffnen hier beschrieben.

Obwohl diese flexiblen Werkzeugmaschinen oft mit medizinischer Bearbeitung in Verbindung gebracht werden, sind sie normalerweise mit hohen Spindeldrehzahlen und großzügigen Schneidwerkzeugstationen ausgestattet und können mehrere Bearbeitungsvorgänge gleichzeitig ausführen. Dadurch eignen sie sich gut für die höheren Volumen, die im Automobilbereich üblich sind, insbesondere wenn ihre Besitzer in Stangenlademagazine im Magazinstil und Werkzeugbrucherkennung investieren, die für die Lights-Out-Fertigung erforderlich sind.

Fertigungstrend Nr. 3:3D-Druck und additive Fertigung

Obwohl der 3D-Druck lange Zeit als „Nur-Prototyp“-Technologie galt, wird er allmählich zu einem Akteur auf dem Fertigungsmarkt. HP bewirbt zum Beispiel seine „Metal Jet“- und „Multi Jet Fusion“-Drucker damit, dass sie kostengünstige Teile aus Metall oder Kunststoff in hohen Stückzahlen herstellen können, und wirbt sogar für deren Verwendung durch Volkswagen und andere Autohersteller.

Allerdings ist einer der größten Vorteile des 3D-Drucks für viele Hersteller – ob in der Automobilindustrie oder anderweitig – seine Fähigkeit, schnell kostengünstige Bearbeitungsvorrichtungen, Montagevorrichtungen, Robotergreifer, Abkantpressen und andere Werkzeuge für die Fabrikhalle herzustellen. Dies gilt insbesondere angesichts des breiten Sortiments an technischen Polymeren wie faserverstärkten Verbundwerkstoffen, Ultem und PEEK. Diese und andere Materialien geben Ingenieuren einen großen Spielraum und extreme Flexibilität, nicht nur für Werkzeugzwecke, sondern auch für die Konstruktion von Funktionsprototypen.

Die additive Fertigung (AM) wird auch in der Gussindustrie immer beliebter, wo sie zum Bau von Kernen und Formen sowie zum Drucken von Metalleinsätzen zur Verwendung in Kunststoffspritzgussformen verwendet wird.

Angesichts des rasanten Wandels in allen Fertigungsbereichen, darunter auch in der Automobilindustrie, wird es für Maschinenbauer, Blechbearbeiter, Elektronikhersteller und andere wichtiger denn je, schnelle und flexible Fertigungsprozesse zu entwickeln.

Etablierte Shop-Floor-Tools wie Offline-Voreinstellung, In-Process-Maschinenvermessung und Nullpunktspannsysteme werden den Weg ebnen, gefolgt vom Einsatz von Software-Simulation und dem digitalen Zwilling. Beide werden dazu beitragen, die Maschinenprogrammierung und Engineering-Aufgaben zu rationalisieren, während IIoT-fähige Maschinenanalysen dazu dienen, die Nutzung von Schneidwerkzeugen und die Maschinenverfügbarkeit zu optimieren. Es ist alles zum Mitnehmen da. Die Hersteller müssen nur noch einsteigen und fahren.

Wie bereiten Sie sich auf die breite Einführung von Elektrofahrzeugen vor?

Die breite Einführung von Elektrofahrzeugen wird erhebliche Auswirkungen auf Automobilzulieferer haben.

Die Änderungen werden große Auswirkungen auf die Zulieferer der Branche haben, die jedes Jahr Millionen und Abermillionen von bearbeiteten und gefertigten Komponenten an Autohersteller liefern.

Wir haben drei Teile der Werkstatt identifiziert, von denen wir glauben, dass sie am stärksten betroffen sein werden. Welches wird sich auf Ihr Geschäft auswirken? Nehmen Sie an unserer Umfrage teil, um Ihre Erkenntnisse zu teilen.

Welche der folgenden Änderungen wird sich am meisten auf Ihren Shop auswirken?

Welche Schritte unternehmen Sie, um Ihre Produktionskapazitäten für Elektrofahrzeuge zu beschleunigen? Teilen Sie Ihre Gedanken und Erkenntnisse in den Kommentaren unten mit.