כיצד מיישמת תעשיית ייצור המנועים ניטרליות פחמן, מפחיתה את פליטת הפחמן ומשיגה פיתוח בר קיימא של התעשייה?

העובדה ש-25% מייצור המתכות השנתי בתעשיית המנועים לעולם לא מסתיים במוצרים אלא נמחקים בשרשרת האספקה, עובדה שלטכנולוגיית יצירת מתכות בתעשיית הרכב יש פוטנציאל גדול להפחתת פסולת מתכת.ההשפעה הסביבתית העיקרית של תעשיית המתכות נובעת בבירור מהייצור המקורי של מתכות מעפרות, שהן אופטימליות מאוד.תהליכי יצירת מתכת במורד הזרם, אשר כוונו לתפוקה מקסימלית, התבררו כבזבזניים מאוד.ככל הנראה כמחצית מהמתכת המיוצרת בעולם מדי שנה היא מיותרת, כאשר רבע מייצור המתכת לא מגיע למוצר, מנותק לאחר ריקוע או שרטוט עמוק.

תכנון או עיבוד מתכות בחוזק גבוה יותר

שימוש בעיבוד שבבי מתקדם כגון מכבשי סרוו וגלגול מבוקר יכול להפחית אובדן חומר ולייצר חלקים בעלי חוזק גבוה יותר, והטבעה חמה מרחיבה את הישימות של מתכות בעלות חוזק גבוה לחלקים.מָסוֹרתִימתכת יוצרת גיאומטריות מורכבות, פרזול קר מתקדם מפחית בזבוז חומר על ידי יצירת צורות קשות יותר לביצועים טובים יותר ודרישות עיבוד מופחתות.מודול החומרים המתכתיים של ה-Young נקבע בעיקרו על ידי ההרכב הכימי הבסיסי עם מעט שינוי מהותי, ועיבוד חדשני בהרכב ובהיבטים תרמו-מכניים מגדיל משמעותית את חוזק המתכת.בעתיד, ככל שתהליכי עיבוד ימשיכו להתפתח, עיצובי רכיבים משופרים יאפשרו הגברת חוזק תוך הגברת הקשיחות.למהנדסי יצירת מתכת (ייצור) להשיג קשיחות גבוהה, חוזק גבוה, חלקים בעלות נמוכה. שיתוף פעולה עם מתכנני רכיבים כדי לעצב צורות ומבנים של מוצרים קלים וחזקים יותר, ועם מדעני חומרים כדי לפתח מתכת חסכונית חזקה יותר ויותר.

צמצם את הפסדי התשואה בשרשרת האספקה ​​של הפח

גרוטאות הבלקה והטבעה שולטות כיום בשימוש בייצור מנוע, עם אממוצע של כמחצית מהגליונות שמגיעים לתעשיית הרכב, עם תשואה ממוצעת בתעשייה של 56% ושיטות עבודה מומלצות סביב 70%.הפסדי חומרים שאינם מעורבים בעיבוד מצטמצמים בקלות יחסית, למשל על ידי קינון של צורות שונות לאורך הסליל, מה שכבר נהוג בתעשיות אחרות.הפסדי הטבעה הקשורים לרצועות חסרות תועלת במהלך שרטוט עמוק עשויים שלא להתבטל לחלוטין וייתכן שיצטמצמו בעתיד.השימוש במכבשים עם פעולה כפולה מוחלף בשיטות חלופיות ליצירת חלקים בצורה נטו, אפשרות של חלקים ציר סימטריים על ידי סיבוב, הזדמנות טכנית זו לא נחקרה במלואה, ויש צורך להמשיך ולהפחית את שיעורי הפגמים בהטבעה אובדן טכנולוגיה ועיצוב מוצר ותהליכים.

הימנע מעיצוב יתר

ייצור מנועים שנבנה עם מסגרות פלדה ופלדה לעתים קרובות שימוש יתר בפלדה עד 50%, עלויות הפלדה נמוכות ועלויות העבודה גבוהות, הדרך הזולה ביותר לייצור מנוע היא לרוב להשתמש בפלדה נוספת כדי להימנע מהתכנון וכן מעלויות הייצור הנדרשות להשתמש .עבור פרויקטים מוטוריים רבים, איננו יודעים את העומסים שיופעלו לאורך חיי המנוע, אז קחו עיצובים שמרניים ביותר ותכננו אותם לעומסים הגבוהים ביותר שניתן להעלות על הדעת, גם אם אין אפשרות שזה יקרה בפועל.השכלה הנדסית עתידית יכולה לספק הכשרה רבה יותר על סובלנות וממדים כדי לסייע בהפחתת שימוש יתר, והבנה טובה יותר של המאפיינים המתעוררים בייצור רכיבים תסייע להימנע משימוש יתר כזה.

תהליכים מבוססי אבקה (הלבשה, כבישה איזוסטטית חמה או הדפסה תלת מימדית) לרוב אינם יעילים מבחינת צריכת אנרגיה וחומרים.אם אתה רגיל לייצור חלקים שלמים, תהליכי אבקה בשילוב עם תהליכי יצירת מתכת מסורתיים לפרטים מקומיים עשויים לספק כמה רווחי יעילות עבור יעילות האנרגיה והחומר הכוללת, ודפוס הזרקת פולימרים מרוכבים ואבקת מתכת עשוי לשפר את היעילות.יוזמה לגלגול חם של חומר מרוכב רך-מגנטי (SMC) שעשוי לחסוך כשליש מהמתכת הנדרשת לסטטור/רוטור הראתה הבטחה טכנית, אך לא הצליחה ליצור עניין מסחרי.תעשיית המנוע אינה מעוניינת בחדשנות מכיוון שגיליון מגולגל קר לסטטור/רוטור כבר זול והלקוחות אינם מעוניינים שכן הם יראו הבדל קטן בעלויות וייתכן שלא יתאים במקרים מיוחדים.

השאר מוצרים בשירות זמן רב יותר לפני החלפתם

רוב המוצרים מוחלפים ומחזיקים מעמד זמן רב יותר לפני שהם "נשברים", והדחף לחדשנות תלוי במודלים עסקיים חדשים שבהם כל המתכות מפותחות ומתוחזקות על ידי חברות המתמקדות באופטימיזציה של חיי החומר.

מיחזור משופר של גרוטאות מתכת

מיחזור נמס מסורתי תלוי בשליטה בהרכב המתכות, זיהום נחושת במחזור פלדה, או סגסוגת במחזור יציקה וחישול מעורבים יכולים להפחית את ערכן של מתכות העשויות מגרוטאות.דרכים חדשות לזהות, להפריד ולמיין זרמי גרוטאות מתכת שונים יכולות להוסיף ערך רב.ניתן למחזר אלומיניום (ואולי גם מתכות אחרות שאינן ברזליות) ללא התכה על ידי הדבקה מוצקה, ולניקוי שבבי אלומיניום שחוללו עשויים להיות תכונות שוות ערך לחומר בתולי ולמחזור מצב מוצק, שנראה יעיל.נכון לעכשיו, עיבוד אחר מלבד אקסטרוזיה יכול לגרום לבעיות פיצוח פני השטח, אך ניתן לטפל בכך בפיתוח תהליכים עתידי.שוק הגרוטאות מבחין כיום רק לעתים רחוקות בהרכבה המדויק של גרוטאות, במקום זאת מעריך אותה לפי מקור, ושוק המיחזור בעתיד עשוי להיות בעל ערך רב יותר על ידי יצירת חיסכון באנרגיה למיחזור וזרם פסולת מופרד יותר.כיצד פליטות מייצור חומרים חדשים משפיעות (פליטות חומריות), בניגוד להשפעות השימוש במוצרים המיוצרים בדרכים שונות (פליטות בשלב השימוש), עיצוב המוצר יכול להקל על שיפור החומרים על ידי שילוב של פיתוח טכנולוגיית ייצור ומיחזור גרוטאות. שימוש יעיל ושימוש חוזר.

לסיכום

התרגלות לתהליכים גמישים חדשים יכולה לקזז על הנדסת יתר, התמריץ ליישם מסחרית תהליכי חיסכון בחומרים חלש כיום, ואין מנגנון מקובל בעולם לספק השפעות במעלה הזרם, בעלי ערך נמוך.אבל תהליכי פליטות גבוהות, במורד הזרם של תהליכים בעלי ערך גבוה של פליטות נמוכות, מקשים על יצירת מקרה עסקי לרווחי יעילות.לפי התמריצים הנוכחיים, ספקי חומרים שואפים למקסם את המכירות, ושרשרת האספקה ​​של הייצור מכוונת בעיקר להפחתת עלויות העבודה ולא עלויות החומר.השלכת עלויות הנכסים הגבוהות של מתכות גורמת לנעילה ארוכת טווח של שיטות עבודה מבוססות, כאשר ללקוחות ולמשתמשי קצה יש תמריץ מועט לחסוך בחומר, אלא אם כן זה יוצר חיסכון משמעותי בעלויות.ככל שהצורך להפחית את פליטת הפחמן הדו-חמצני העולמי יגבר, תעשיית ייצור המנועים תתמודד עם לחץ גובר להוסיף ערך רב יותר של חומרים לפחות מוצרים חדשים, ותעשיית ייצור המנועים כבר הוכיחה פוטנציאל גדול לחדשנות.