Tendências da indústria automotiva:3 coisas a serem observadas na fabricação de carros elétricos

A adoção em larga escala de veículos elétricos terá repercussões significativas para os fornecedores automotivos:eles devem mudar os processos e a tecnologia para atender às necessidades do mercado em constante mudança. Aqui estão três tendências que você precisa conhecer.

Talvez você tenha visto o anúncio recente da General Motors (GM), descrevendo como a presidente e CEO Mary Barra se comprometeu a tornar a empresa neutra em carbono em todas as suas instalações até 2040. Como parte desse movimento, a GM eliminará gradualmente a produção de gás e carros movidos a diesel e caminhões leves em favor da tecnologia de veículos elétricos a bateria (BEV) até 2035.

A montadora de 112 anos também fornecerá "cubos de energia" de células de combustível Hydrotec para a fabricante de equipamentos pesados ​​Navistar e fez uma parceria com a Honda para comercializar células de combustível de hidrogênio como um complemento para veículos movidos a bateria. O mais notável de tudo no anúncio da GM foi o chamado de Barra para a indústria:“Encorajamos outros a seguir o exemplo e causar um impacto significativo em nossa indústria e na economia como um todo”.

Não se engane - mesmo sem o apoio da GM, a transformação do BEV já estava em andamento. Seis meses antes do anúncio da Barra, a Allied Market Research previu que o mercado global de veículos elétricos atingiria US$ 802 bilhões até 2027, uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 22,6% e um aumento de cinco vezes no valor do mercado em 2019.

Ao mesmo tempo, a Tesla e uma frota de concorrentes de startups (muitos deles chineses) estão mudando a forma como os carros são projetados, entregues e mantidos. O tradicional ciclo de desenvolvimento de dois anos da indústria automobilística está se acelerando, dando lugar a atualizações de funcionalidades baseadas em nuvem e iterações de design rápidas que antes eram impensáveis.

“Elon Musk faz mudanças de engenharia em tempo real”, diz Laurie Harbour, presidente e CEO da Harbour Results Inc., empresa de consultoria com sede em Southfield, Michigan.



“Em outras palavras, o Modelo Y que saiu em janeiro não é o Modelo Y que você pode comprar na loja hoje. Eles melhoraram, de uma maneira não muito diferente de como a Apple envia atualizações regulares para o iPhone. Compare isso com a General Motors ou uma das outras Três Grandes – se alguém encontrar uma oportunidade de melhoria, a empresa esperará até o próximo ano modelo para implementá-la. As pessoas da Tesla apenas melhoram seus produtos à medida que avançam.”

A Tesla também está mudando a maneira como fabrica carros. Um exemplo notável disso é o investimento do CEO Elon Musk em oito máquinas de fundição sob pressão Giga Press do Grupo Idra na Itália - o maior do mundo - que a montadora usará para produzir peças fundidas de alumínio para a parte inferior do Modelo Y.

“Este é um grande negócio”, diz Harbour. “Haverá um grande componente fundido para a bandeja da bateria sob os assentos, e a área onde um compartimento do motor normalmente ficaria também será fundida. Disseram-me que a Tesla eliminará cerca de metade da oficina com este investimento, juntamente com cerca de 1.000 peças estampadas por veículo. Os trabalhadores da Tesla poderão trazer três componentes fundidos para a linha de produção principal, montá-los no trem de força e colocar a carroceria em cima.”

O que tudo isso significa para a indústria automotiva? Mais importante, o que isso significa para os fornecedores Tier que entregam milhões e milhões de componentes usinados e fabricados a cada ano para as montadoras? Em uma palavra:bastante. Além de se preparar para uma série de veículos novos, essas oficinas devem se preparar para mudanças implacáveis ​​e cada vez mais rápidas, à medida que os combustíveis fósseis dão lugar à energia elétrica e as montadoras continuam sua busca por veículos cada vez mais inteligentes, leves (e muitas vezes autônomos).

Aqui estão três partes do chão de fábrica que serão mais afetadas:

Tendência de fabricação nº 1:ferramentas de corte

Uma grande mudança virá na forma de materiais avançados. Sim, o alumínio continuará a desempenhar um papel fundamental em tornar os carros mais leves, mas também haverá muito CFRP (plástico reforçado com fibra de carbono) e outros materiais compostos chegando ao cenário automotivo.

Infelizmente, esses materiais são abrasivos e propensos ao desgaste, lascas e delaminação. Conforme discutido em Better MRO's How to Improve Time in Automotive Machining, o diamante policristalino (PCD) e as chamadas ferramentas de corte de diamante "veado" serão uma parte fundamental da competitividade com os compósitos à medida que seu uso aumenta. Essa história também mencionou o aumento do uso de ferro de grafite compactado (CGI), aços inoxidáveis ​​e ligas de aço de alta resistência como meio de reduzir o peso do veículo, o que exigirá que as oficinas adotem metal-carboneto específico, cerâmica ou boro cúbico policristalino. ferramentas de nitreto (PCBN). Fazer isso produzirá o menor custo por peça, mesmo que as próprias ferramentas de corte sejam relativamente caras.

Tendência de fabricação nº 2:máquinas-ferramentas

As palavras “automotivo” e “alta produção” há muito são sinônimos, e veículos movidos a bateria ou não, é improvável que isso mude. Como resultado, máquinas de parafuso multifuso, linhas de transferência e células automatizadas de estampagem e soldagem continuarão a produzir a maior parte dos componentes automotivos de alto volume.

No entanto, as quantidades de produção provavelmente cairão um pouco à medida que o uso de BEVs aumentar e os veículos com motores de combustão interna (ICE) gradualmente seguirem o caminho da gasolina de 50 centavos por galão, abrindo as portas para lojas com os sofisticados tornos CNC de estilo suíço como descrito aqui.

Embora frequentemente associadas à usinagem médica, essas máquinas-ferramenta flexíveis geralmente são equipadas com altas velocidades de fuso e estações de ferramentas de corte generosas e podem executar várias operações de usinagem simultaneamente. Isso os torna adequados para os volumes mais altos comuns no espaço automotivo, especialmente quando seus proprietários investem nos alimentadores de barras estilo magazine e na detecção de quebra de ferramentas necessários para a fabricação sem luzes.

Tendência de fabricação nº 3:impressão 3D e fabricação aditiva

Embora considerada uma tecnologia “somente protótipo”, a impressão 3D está gradualmente se tornando um player no mercado de manufatura. A HP, por exemplo, anuncia suas impressoras Metal Jet e Multi Jet Fusion como capazes de produzir peças de alto volume e baixo custo em metal ou plástico, e até mesmo divulga seu uso pela Volkswagen e outras montadoras.

Dito isso, um dos maiores benefícios da impressão 3D para muitos fabricantes – automotivos ou não – é sua capacidade de produzir rapidamente gabaritos de usinagem de baixo custo, acessórios de montagem, garras robóticas, matrizes de dobradeiras e outras ferramentas para o chão de fábrica. Isso é especialmente verdadeiro devido à ampla variedade de polímeros de engenharia, como compósitos preenchidos com fibra, Ultem e PEEK. Esses e outros materiais oferecem aos engenheiros uma ampla latitude e extrema flexibilidade, não apenas para fins de ferramentas, mas também para o projeto de protótipos funcionais.

A manufatura aditiva (MA) também está se tornando popular na indústria de fundição, onde é usada para construir machos e moldes, bem como a impressão de insertos metálicos para uso em moldes de injeção de plástico.

Dado o ritmo acelerado de mudança em todos os setores de fabricação, entre eles o automotivo, será mais importante do que nunca para oficinas mecânicas, fabricantes de chapas metálicas, fabricantes de eletrônicos e outros desenvolver processos de fabricação rápidos e flexíveis.

Ferramentas de chão de fábrica estabelecidas, como pré-ajuste offline, apalpador de máquina em processo e sistemas de fixação de ponto zero abrirão o caminho, seguidos pelo uso de simulação de software e do gêmeo digital. Ambos ajudarão a otimizar a programação da máquina e as tarefas de engenharia, enquanto a análise de máquina habilitada para IIoT servirá para otimizar o uso da ferramenta de corte e o tempo de atividade da máquina. Está tudo lá para a tomada. Tudo o que os fabricantes precisam fazer é entrar e dirigir.

Como você está se preparando para a adoção em larga escala de veículos elétricos?

A adoção em larga escala de veículos elétricos terá repercussões significativas para os fornecedores automotivos.

As mudanças terão um grande impacto nos fornecedores da indústria que entregam milhões e milhões de componentes usinados e fabricados a cada ano para as montadoras.

Identificamos três partes do chão de fábrica que achamos que serão mais afetadas. Qual deles vai impactar o seu negócio? Participe da nossa enquete para compartilhar suas ideias.

Qual ​​das seguintes alterações afetará mais sua loja?

Que medidas você está tomando para acelerar suas capacidades de produção de veículos elétricos? Compartilhe seus pensamentos e insights nos comentários abaixo.