كيف تنفذ صناعة تصنيع السيارات الحياد الكربوني، وتقلل من انبعاثات الكربون، وتحقق التنمية المستدامة للصناعة؟

حقيقة أن 25% من الإنتاج السنوي للمعادن في صناعة تصنيع السيارات لا ينتهي أبدًا إلى منتجات، بل يتم التخلص منه من خلال سلسلة التوريد، وهي حقيقة أن تكنولوجيا تشكيل المعادن في صناعة السيارات لديها إمكانات كبيرة لتقليل نفايات المعادن.من الواضح أن التأثير البيئي الرئيسي لصناعة المعادن يأتي من الإنتاج الأصلي للمعادن من الخامات، والتي تم تحسينها بدرجة كبيرة.وتبين أن عمليات تشكيل المعادن النهائية، والتي تم ضبطها لتحقيق أقصى قدر من الإنتاج، كانت مضيعة للغاية.ربما يكون حوالي نصف المعدن الذي يتم إنتاجه في العالم كل عام غير ضروري، مع ربع إنتاج المعدن لا يصل إلى المنتج أبدًا، حيث يتم قطعه بعد التقطيع أو السحب العميق.

تصميم أو تصنيع معادن ذات قوة أعلى

يمكن أن يؤدي استخدام الآلات المتقدمة مثل المكابس المؤازرة والدرفلة التي يتم التحكم فيها إلى تقليل فقد المواد وإنتاج أجزاء ذات قوة أعلى، كما يعمل الختم الساخن على توسيع إمكانية تطبيق المعادن عالية القوة على الأجزاء.تقليديتشكل الصفائح المعدنية أشكالًا هندسية معقدة، كما تعمل الطرق الباردة المتقدمة على تقليل هدر المواد من خلال تشكيل أشكال أكثر صعوبة للحصول على أداء أفضل وتقليل متطلبات التشغيل الآلي.يتم تحديد معامل يونج للمواد المعدنية بشكل أساسي من خلال التركيب الكيميائي الأساسي مع تغيير بسيط بشكل أساسي، كما أن المعالجة المبتكرة في التركيب والجوانب الميكانيكية الحرارية تزيد بشكل كبير من قوة المعدن.في المستقبل، مع استمرار تطور عمليات التصنيع، ستسمح تصميمات المكونات المحسنة بزيادة القوة مع زيادة الصلابة.لمهندسي تشكيل المعادن (التصنيع) لتحقيق صلابة عالية وقوة عالية وأجزاء منخفضة التكلفة. التعاون مع مصممي المكونات لتصميم أشكال وهياكل منتجات أخف وأقوى، ومع علماء المواد لتطوير معدن أقوى وأقوى اقتصاديًا.

تقليل خسائر العائد في سلسلة توريد الصفائح المعدنية

يهيمن تقطيع الخردة وختمها حاليًا على الاستخدام في تصنيع المحركاتمتوسط ​​حوالي نصف الأوراق ينتهي بها الأمر في صناعة السيارات، مع متوسط ​​عائد صناعي يبلغ 56% وأفضل الممارسات حوالي 70%.يتم تقليل خسائر المواد التي لا تدخل في المعالجة بسهولة نسبية، على سبيل المثال عن طريق تداخل أشكال مختلفة على طول الملف، وهو أمر شائع بالفعل في الصناعات الأخرى.قد لا يتم التخلص تمامًا من خسائر الختم المرتبطة بالشرائط عديمة الفائدة أثناء السحب العميق وقد يتم تقليلها في المستقبل.يتم استبدال استخدام المكابس مزدوجة الفعل بطرق بديلة لتشكيل الأجزاء على شكل شبكي، وإمكانية تصنيع الأجزاء المتماثلة المحورية عن طريق الدوران، ولم تتم دراسة هذه الفرصة التقنية بشكل كامل، وهناك حاجة إلى الاستمرار في تقليل معدلات العيوب في الختم التكنولوجيا وفقدان تصميم المنتجات والعمليات.

تجنب الإفراط في التصميم

غالبًا ما يفرط تصنيع المحركات المبنية بإطارات فولاذية وفولاذية في استخدام الفولاذ بنسبة تصل إلى 50%، وتكون تكاليف الفولاذ منخفضة وتكاليف العمالة مرتفعة، وأرخص طريقة لتصنيع المحركات غالبًا ما تكون استخدام فولاذ إضافي لتجنب التصميم بالإضافة إلى تكاليف التصنيع المطلوبة. ليستخدم .بالنسبة للعديد من مشاريع المحركات، لا نعرف الأحمال التي سيتم تطبيقها طوال عمر المحرك، لذا خذ تصميمات متحفظة للغاية وقم بتصميمها لأعلى الأحمال التي يمكن تخيلها، حتى لو لم يكن هناك احتمال لحدوث ذلك عمليًا.يمكن للتعليم الهندسي المستقبلي أن يوفر المزيد من التدريب على التفاوتات والأبعاد للمساعدة في تقليل الإفراط في الاستخدام، كما أن الفهم الأفضل للخصائص التي تنشأ في تصنيع المكونات سيساعد على تجنب مثل هذا الاستخدام المفرط.

غالبًا ما تكون العمليات المعتمدة على المسحوق (التلبيد أو الضغط المتوازن الساخن أو الطباعة ثلاثية الأبعاد) غير فعالة من حيث استخدام الطاقة والمواد.إذا كنت معتادًا على تصنيع أجزاء كاملة، فإن عمليات المسحوق جنبًا إلى جنب مع عمليات تشكيل المعادن التقليدية للتفاصيل المحلية قد توفر بعض مكاسب الكفاءة للطاقة الكلية وكفاءة المواد، وقد يؤدي صب حقن البوليمر المركب ومسحوق المعدن إلى تحسين الكفاءة.أظهرت مبادرة الدرفلة الساخنة لمادة مركبة مغناطيسية ناعمة (SMC) يمكنها توفير حوالي ثلث المعدن المطلوب للعضو الثابت/الدوار، نتائج واعدة من الناحية التقنية، لكنها فشلت في توليد اهتمام تجاري.صناعة السيارات ليست مهتمة بالابتكار لأن الصفائح المدرفلة على البارد للجزء الثابت/الدوار رخيصة بالفعل ولا يهتم العملاء لأنهم سيلاحظون فرقًا بسيطًا في التكلفة وقد لا تكون مناسبة في حالات خاصة.

إبقاء المنتجات في الخدمة لفترة أطول قبل استبدالها

يتم استبدال معظم المنتجات وتدوم لفترة أطول قبل أن "تتعطل"، ويعتمد الدافع نحو الابتكار على نماذج أعمال جديدة حيث يتم تطوير جميع المعادن وصيانتها من قبل شركات تركز على تحسين عمر المواد.

تحسين إعادة تدوير الخردة المعدنية

تعتمد إعادة تدوير المصهور التقليدية على التحكم في التركيب المعدني، أو تلوث النحاس في إعادة تدوير الفولاذ، أو صناعة السبائك في عملية الصب المختلط وإعادة تدوير الحدادة يمكن أن تقلل من قيمة المعادن المصنوعة من الخردة.يمكن أن تضيف الطرق الجديدة لتحديد وفصل وفرز تدفقات الخردة المعدنية المختلفة قيمة كبيرة.يمكن أيضًا إعادة تدوير الألومنيوم (وربما بعض المعادن غير الحديدية الأخرى) دون ذوبان بواسطة الروابط الصلبة، وقد يكون لتنظيف رقائق الألومنيوم المبثوق خصائص مكافئة للمواد الخام وإعادة تدوير الحالة الصلبة، والتي يبدو أنها فعالة.في الوقت الحالي، يمكن أن تتسبب المعالجة بخلاف البثق في حدوث مشكلات في تشقق السطح، ولكن يمكن معالجة ذلك في تطوير العملية المستقبلية.ونادرا ما يميز سوق الخردة حاليا التركيب الدقيق للخردة، بدلا من تقييمها حسب المصدر، ويمكن أن يكون سوق إعادة التدوير في المستقبل أكثر قيمة من خلال توفير الطاقة لإعادة التدوير وتدفق النفايات بشكل أكثر فصلا.كيف تؤثر الانبعاثات الناتجة عن تصنيع مواد جديدة (الانبعاثات المادية)، ومقارنة تأثيرات استخدام المنتجات المصنعة بطرق مختلفة (انبعاثات مرحلة الاستخدام)، ويمكن لتصميم المنتج أن يسهل تحسين المواد من خلال الجمع بين تطوير تكنولوجيا التصنيع وإعادة تدوير الخردة المعدنية الاستخدام الفعال وإعادة الاستخدام.

ختاماً

ومن الممكن أن يعوض التعود على عمليات مرنة جديدة الإفراط في الهندسة، كما أن الحافز لتنفيذ عمليات توفير المواد تجارياً ضعيف في الوقت الحالي، ولا توجد آلية مقبولة عالمياً لتحقيق تأثيرات أولية منخفضة القيمة.ولكن العمليات ذات الانبعاثات العالية، وصولاً إلى العمليات ذات القيمة العالية والمنخفضة الانبعاثات، تجعل من الصعب إنشاء دراسة جدوى لتحقيق مكاسب في الكفاءة.وفي ظل الحوافز الحالية، يهدف موردو المواد إلى زيادة المبيعات إلى الحد الأقصى، كما أن سلسلة توريد التصنيع موجهة في المقام الأول نحو خفض تكاليف العمالة بدلاً من تكاليف المواد.ويؤدي التخلص من تكلفة الأصول المرتفعة للمعادن إلى تقييد الممارسات الراسخة على المدى الطويل، مع عدم وجود حافز كبير للعملاء والمستخدمين النهائيين لتحقيق وفورات في المواد ما لم يؤدي ذلك إلى تحقيق وفورات كبيرة في التكلفة.ومع تزايد الحاجة إلى الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية، ستواجه صناعة تصنيع السيارات ضغوطا متزايدة لإضافة المزيد من المواد ذات القيمة إلى عدد أقل من المنتجات الجديدة، وقد أظهرت صناعة تصنيع السيارات بالفعل إمكانات كبيرة للابتكار.