Tendencias de la industria automotriz:3 cosas a tener en cuenta en la fabricación de automóviles eléctricos

La adopción a gran escala de vehículos eléctricos tendrá repercusiones significativas para los proveedores de automóviles:deben cambiar los procesos y la tecnología para satisfacer las necesidades cambiantes del mercado. Estas son tres tendencias que debe conocer.

Tal vez haya visto el anuncio reciente de General Motors (GM), que describe cómo la presidenta y directora ejecutiva, Mary Barra, se comprometió a hacer que la compañía sea neutral en carbono en todas sus instalaciones para 2040. Como parte de este movimiento, GM eliminará gradualmente la producción de gas y coches y camiones ligeros con motor diésel a favor de la tecnología de vehículos eléctricos de batería (BEV) para 2035. 

El fabricante de automóviles de 112 años también suministrará "cubos de energía" de celdas de combustible Hydrotec al fabricante de equipos pesados ​​Navistar y se ha asociado con Honda para comercializar celdas de combustible de hidrógeno como complemento a los vehículos que funcionan con baterías. Lo más notable del anuncio de GM fue el llamado de Barra a la industria:"Animamos a otros a seguir su ejemplo y tener un impacto significativo en nuestra industria y en la economía en general".

No se equivoque:incluso sin el apoyo de GM, la transformación de BEV ya estaba en marcha. Seis meses antes del anuncio de Barra, Allied Market Research predijo que el mercado mundial de vehículos eléctricos alcanzaría los 802.000 millones de dólares en 2027, una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 22,6 % y un aumento de cinco veces el valor del mercado en 2019.

Al mismo tiempo, Tesla y una flota de competidores emergentes (muchos de ellos chinos) están cambiando la forma en que se diseñan, entregan y mantienen los automóviles. El ciclo de desarrollo tradicional de dos años de la industria automotriz se está acelerando, dando paso a actualizaciones de funcionalidades basadas en la nube y rápidas iteraciones de diseño que alguna vez fueron impensables.

"Elon Musk realiza cambios de ingeniería sobre la marcha", dice Laurie Harbour, presidenta y directora ejecutiva de la consultora con sede en Southfield, Michigan Harbour Results Inc. 
 

“En otras palabras, el Model Y que salió en enero no es el Model Y que puedes comprar en la tienda hoy. Lo han mejorado, de una manera no muy diferente a cómo Apple impulsa las actualizaciones periódicas del iPhone. Compare eso con General Motors o con uno de los otros tres grandes:si alguien allí encuentra una oportunidad de mejora, la empresa esperará hasta el próximo año del modelo para implementarla. La gente de Tesla simplemente mejora sus productos sobre la marcha”.

Tesla también está cambiando la forma en que fabrica automóviles. Un ejemplo notable de esto es la inversión del CEO Elon Musk en ocho máquinas de fundición a presión Giga Press del Grupo Idra en Italia, las más grandes del mundo, que el fabricante de automóviles utilizará para producir piezas fundidas de aluminio de una sola pieza para la parte inferior de la carrocería del Model Y.

"Esto es un gran problema", dice Harbour. “Habrá un gran componente fundido a presión para la bandeja de la batería debajo de los asientos, y el área donde normalmente se ubicaría el compartimiento del motor también será fundida a presión. Me han dicho que Tesla eliminará aproximadamente la mitad del taller de carrocería con esta inversión, junto con unas 1000 piezas estampadas por vehículo. Los trabajadores de Tesla podrán llevar tres componentes fundidos a presión a la línea de producción principal, ensamblarlos en el tren motriz y colocar la carrocería encima”.

¿Qué significa todo esto para la industria automotriz? Más importante aún, ¿qué significa para los proveedores Tier que entregan millones y millones de componentes mecanizados y fabricados cada año a los fabricantes de automóviles? En una palabra:abundancia. Además de equiparse para una gran cantidad de vehículos nuevos, estos talleres deben prepararse para cambios implacables y cada vez más rápidos a medida que los combustibles fósiles den paso a la energía eléctrica y los fabricantes de automóviles continúen impulsando vehículos cada vez más inteligentes, livianos (y, a menudo, autónomos).

Aquí hay tres partes del taller que se verán más afectadas:

Tendencia de fabricación n.º 1:herramientas de corte

Un gran cambio vendrá en forma de materiales avanzados. Sí, el aluminio seguirá desempeñando un papel clave en la fabricación de automóviles más ligeros, pero también habrá una gran cantidad de CFRP (plástico reforzado con fibra de carbono) y otros materiales compuestos que llegarán a la escena automotriz.

Desafortunadamente, estos materiales son tanto abrasivos como propensos a deshilacharse, astillarse y delaminarse. Como se discutió en Cómo mejorar el tiempo en el mecanizado automotriz de Better MRO, el diamante policristalino (PCD) y las llamadas herramientas de corte de diamante "veteado" serán una parte clave para ser competitivos con los compuestos a medida que aumenta su uso. Esa historia también mencionó el mayor uso de hierro con grafito compactado (CGI), aceros inoxidables y aleaciones de acero de alta resistencia como un medio para reducir el peso del vehículo, todo lo cual requerirá que los talleres de maquinaria adopten carburo específico del material, cerámica o boro cúbico policristalino. herramientas de nitruro (PCBN). Si lo hace, producirá el costo más bajo por pieza, aunque las herramientas de corte en sí sean relativamente caras.

Tendencia de fabricación n.º 2:máquinas herramienta

Las palabras "automóvil" y "alta producción" han sido sinónimos durante mucho tiempo, y es poco probable que eso cambie con respecto a los vehículos que funcionan con baterías o no. Como resultado, las máquinas de tornillo de husillo múltiple, las líneas de transferencia y las celdas de soldadura y estampado automatizadas continuarán produciendo la mayor parte de la mayoría de los componentes automotrices de alto volumen.

Sin embargo, es probable que las cantidades de producción disminuyan un poco a medida que aumenta el uso de BEV y los vehículos con motores de combustión interna (ICE) gradualmente van por el camino de la gasolina de 50 centavos por galón, abriendo la puerta a las tiendas con los sofisticados tornos CNC de estilo suizo como descrito aquí.

Aunque a menudo se asocian con el mecanizado médico, estas máquinas herramienta flexibles suelen estar equipadas con velocidades de husillo rápidas y generosas estaciones de herramientas de corte y pueden realizar múltiples operaciones de mecanizado simultáneamente. Esto los hace ideales para los volúmenes más altos comunes en el espacio automotriz, especialmente cuando sus propietarios invierten en los alimentadores de barras estilo revista y la detección de rotura de herramientas necesarias para la fabricación sin luces.

Tendencia de fabricación n.º 3:impresión 3D y fabricación aditiva

Aunque durante mucho tiempo se consideró una tecnología de "solo prototipos", la impresión 3D se está convirtiendo gradualmente en un jugador en el mercado de la fabricación. HP, por ejemplo, anuncia sus impresoras Metal Jet y Multi Jet Fusion como capaces de producir piezas de metal o plástico en grandes volúmenes y a bajo costo, e incluso promociona su uso por parte de Volkswagen y otros fabricantes de automóviles.

Dicho esto, uno de los mayores beneficios de la impresión 3D para muchos fabricantes, automotrices o de otro tipo, es su capacidad para producir rápidamente plantillas de mecanizado, accesorios de ensamblaje, pinzas robóticas, troqueles de prensa plegadora y otras herramientas de bajo costo para la planta de producción. Esto es especialmente cierto dada la amplia variedad de polímeros de grado de ingeniería, como compuestos rellenos de fibra, Ultem y PEEK. Estos y otros materiales brindan a los ingenieros una amplia libertad y una flexibilidad extrema, no solo para fines de herramientas, sino también para el diseño de prototipos funcionales.

La fabricación aditiva (FA) también está ganando popularidad en la industria de la fundición, donde se utiliza para construir núcleos y moldes, así como para la impresión de insertos metálicos para su uso en moldes de inyección de plástico.

Dado el rápido ritmo de cambio en todos los sectores de fabricación, entre ellos el de la automoción, será más importante que nunca que los talleres mecánicos, los fabricantes de chapa metálica, los fabricantes de productos electrónicos y otros desarrollen procesos de fabricación rápidos y flexibles.

Las herramientas establecidas en el taller, como el preajuste fuera de línea, el sondeo de máquinas en proceso y los sistemas de sujeción de piezas de trabajo de punto cero allanarán el camino, seguidas por el uso de simulación de software y el gemelo digital. Ambos ayudarán a agilizar la programación de máquinas y las tareas de ingeniería, mientras que el análisis de máquinas habilitado por IIoT servirá para optimizar el uso de herramientas de corte y el tiempo de actividad de las máquinas. Todo está ahí para tomar. Todo lo que los fabricantes tienen que hacer es entrar y conducir.

¿Cómo se está preparando para la adopción a gran escala de los vehículos eléctricos?

La adopción a gran escala de vehículos eléctricos tendrá repercusiones significativas para los proveedores de automóviles.

Los cambios tendrán un gran impacto en los proveedores de la industria que entregan millones y millones de componentes mecanizados y fabricados cada año a los fabricantes de automóviles.

Hemos identificado tres partes del taller que creemos que serán las más afectadas. ¿Cuál impactará en su negocio? Participa en nuestra encuesta para compartir tus ideas.

¿Cuál de los siguientes cambios afectará más a su tienda?

¿Qué pasos está tomando para acelerar sus capacidades de producción de vehículos eléctricos? Comparta sus pensamientos e ideas en los comentarios a continuación.