Producción de Vehículos Eléctricos: 3 Tendencias Clave que Transforman la Industria Automotriz

La adopción a gran escala de vehículos eléctricos tendrá repercusiones significativas para los proveedores automotrices: Deben cambiar procesos y tecnología para servir las necesidades cambiantes del mercado. Aquí hay tres tendencias que necesita conocer.

Quizás vio el reciente anuncio de General Motors (GM), describiendo cómo la presidenta y CEO Mary Barra se ha comprometido a hacer la empresa neutra en carbono en todas sus instalaciones para 2040. Como parte de este movimiento, GM eliminará la producción de autos y camiones ligeros a gas y diésel en favor de la tecnología de vehículo eléctrico de batería (BEV) para 2035.

El fabricante de 112 años también suministrará «cubos de potencia» de celda de combustible Hydrotec al fabricante de equipo pesado Navistar y se ha asociado con Honda para comercializar celdas de combustible de hidrógeno como complemento a vehículos a batería. Lo más notable de todo en el anuncio de GM fue el llamado de Barra a la industria: «Animamos a otros a seguir el ejemplo y hacer un impacto significativo en nuestra industria y en la economía en general».

No se equivoque —incluso sin el apoyo de GM, la transformación BEV ya estaba bien encaminada. Seis meses antes del anuncio de Barra, Allied Market Research predijo que el mercado global de vehículos eléctricos alcanzaría $802 mil millones para 2027, una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 22.6 por ciento y un aumento cinco veces del valor del mercado de 2019.

Al mismo tiempo, Tesla y una flota de competidores de inicio (muchos de ellos chinos) están cambiando la forma en que los autos son diseñados, entregados y mantenidos. El ciclo de desarrollo tradicional de dos años de la industria automotriz se está acelerando, dando paso a actualizaciones de funcionalidad basadas en la nube e iteraciones de diseño rápidas que eran impensables.

«Elon Musk hace cambios de ingeniería sobre la marcha», dice Laurie Harbour, presidenta y CEO de la firma consultora Harbour Results Inc. con sede en Southfield, Michigan.

«En otras palabras, el Model Y que salió en enero no es el Model Y que puede comprar en la tienda hoy. Lo han mejorado, de una manera no muy diferente a cómo Apple empuja actualizaciones regulares al iPhone. Compare eso con General Motors o uno de los otros Tres Grandes —si alguien allí encuentra una oportunidad de mejora, la empresa esperará hasta el próximo año modelo para implementarla. La gente en Tesla simplemente mejora sus productos a medida que van».

Tesla también está cambiando la forma en que hace autos. Un ejemplo notable de esto es la inversión del CEO Elon Musk en ocho prensas de fundición a presión Giga Press del Grupo Idra en Italia —las más grandes del mundo— que el fabricante de autos usará para producir fundiciones de aluminio de una sola pieza para el chasis del Model Y.

«Esto es un gran problema», dice Harbour. «Habrá un componente grande de fundición a presión para la bandeja de la batería bajo los asientos, y el área donde normalmente se sentaría un compartimento de motor también será de fundición a presión. Me dicen que Tesla eliminará aproximadamente la mitad de la tienda de carrocería con esta inversión, junto con 1,000 o más piezas estampadas por vehículo. Los trabajadores de Tesla podrán llevar tres componentes de fundición a presión a la línea de producción principal, ensamblarlos al tren motriz, y colocar la carrocería encima».

¿Qué significa todo esto para la industria automotriz? Más importante, ¿qué significa para los proveedores de Nivel 1 que entregan millones y millones de componentes mecanizados y fabricados cada año a los fabricantes de autos? En una palabra: mucho. Además de equiparse para una gran cantidad de nuevos vehículos, estos talleres deben prepararse para un cambio implacable e cada vez más rápido a medida que los combustibles fósiles dan paso a la energía eléctrica y los fabricantes de autos continúan su impulso por vehículos cada vez más inteligentes, ligeros (y a menudo autónomos).

Aquí están las tres partes del piso de 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 hacer autos más ligeros, pero también habrá mucho CFRP (plástico reforzado con fibra de carbono) y otros materiales compuestos llegando a la escena automotriz.

Desafortunadamente, estos materiales son tanto abrasivos como propensos a deshilachado, astillado y deslaminación. Como se discutió en Cómo Mejorar el Tiempo en Mecanizado Automotriz de Better MRO, el diamante policristalino (PCD) y las llamadas herramientas de corte de diamante «venado» serán una parte clave de ser competitivo con compuestos a medida que su uso aumente. Esa historia también mencionó el uso aumentado de hierro grafito compactado (CGI), aceros inoxidables y aleaciones de acero de alta resistencia como medio para reducir el peso del vehículo, todos los cuales requerirán que los talleres de máquinas abracen herramientas de carburo, cerámico o nitruro de boro cúbico policristalino (PCBN) específicas para el material. Hacerlo 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 «automotriz» y «alta producción» han sido sinónimos durante mucho tiempo, y vehículos a batería o no, eso es poco probable que cambie. Como resultado, máquinas de tornillo multi-husillo, líneas de transferencia y celdas de estampado y soldadura automatizadas continuarán produciendo la mayor parte de la mayoría de los componentes automotrices de alto volumen.

Sin embargo, las cantidades de producción probablemente caerán algo a medida que el uso de BEV aumente y los vehículos con motores de combustión interna (ICE) vayan gradualmente por el camino de la gasolina a 50 centavos el galón, abriendo la puerta a talleres con los sofisticados tornos CNC de estilo suizo como se describe aquí.

Aunque a menudo asociados con el mecanizado médico, estas herramientas de máquina flexibles usualmente están equipadas con velocidades de husillo rápidas y generosas estaciones de herramientas de corte y pueden realizar múltiples operaciones de mecanizado simultáneamente. Esto las hace adecuadas para los volúmenes más altos comunes en el espacio automotriz, especialmente cuando sus dueños invierten en alimentadores de barra estilo revista y detección de rotura de herramienta necesarios para fabricación sin luces.

Tendencia de Fabricación N.º 3: Impresión 3D y Fabricación Aditiva

Aunque largo considerada una tecnología «solo de prototipos», la impresión 3D se está convirtiendo gradualmente en un jugador en el mercado de fabricación. HP, por ejemplo, anuncia sus impresoras Metal Jet y Multi Jet Fusion como capaces de producir piezas de alto volumen y bajo costo en metal o plástico, e incluso presume su uso por Volkswagen y otros fabricantes de autos.

Dicho esto, uno de los mayores beneficios de la impresión 3D para muchos fabricantes —automotrices o no— es su capacidad para producir rápidamente utillaje de mecanizado de bajo costo, fijaciones de ensamblaje, garras robóticas, matrices de freno de prensa y otras herramientas para el piso de fábrica. 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 dan a los ingenieros amplia latitud y flexibilidad extrema, no solo para propósitos de utillaje sino para el diseño de prototipos funcionales.

La fabricación aditiva (AM) también está creciendo en popularidad dentro de la industria de fundición, donde se usa para construir núcleos y moldes, así como la impresión de insertos metálicos para uso en moldes de inyección de plástico.

Dado el ritmo rápido de cambio en todos los sectores de fabricación, el automotriz entre ellos, será más importante que nunca para talleres de máquinas, fabricantes de chapa, fabricantes de electrónicos y otros desarrollar procesos de fabricación rápidos y flexibles.

Herramientas establecidas de piso de taller como presetting fuera de línea, sondeo de máquina en proceso, y sistemas de sujeción de punto cero allanarán el camino, seguidos por el uso de simulación de software y el gemelo digital. Ambos ayudarán a agilizar la programación de máquinas y tareas de ingeniería, mientras que la analítica de máquinas habilitada por IIoT servirá para optimizar el uso de herramientas de corte y tiempo de actividad de máquinas. Todo está ahí para tomar. Todo lo que los fabricantes tienen que hacer es subirse y conducir.

¿Cómo se Está Preparando para la Adopción a Gran Escala de Vehículos Eléctricos?

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

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

Hemos identificado tres partes del piso de taller que creemos que se verán más afectadas. ¿Cuál impactará su negocio? Participe en nuestra encuesta para compartir sus ideas.

¿Cuál de los siguientes cambios impactará su taller más?

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