Для производства автомобилей с нулевым балансом выбросов углерода уже раннем этапе требуется наладить тесное сотрудничество в области использования материалов

Если процесс разработки автомобиля – от формирования концепции до выхода первой модели с конвейера – составляет пять лет, чтобы успеть к намеченному сроку выпуска экологичной продукции, необходимо начать не позднее 2025 года.

Представленный Volvo график показывает, что при переходе от автомобилей с ДВС на электромобили, заряжаемые экологичным электричеством, выбросы CO₂ уменьшаются более чем на половину за то время, как автомобиль проедет 200 000 км.

«В результате производства электромобиля и используемых в нём материалов в окружающую среду по-прежнему выбрасывается 24 тонны CO₂, – отмечает Йонас Адольфссон, специалист по развитию бизнеса в области обеспечения мобильности. На долю стали приходится 17% из всех материалов, при этом выбросы CO₂ на килограмм традиционно используемой в автомобилестроении стали составляет 2,4 кг.

Применяя материал SSAB Zero™, который уже предлагается, или SSAB Fossil-free™, который будет доступен в коммерческих объёмах в 2026 году, можно уменьшить выбросы CO₂, связанные с производством автомобиля, до 0,3 кг на килограмм стали, т.е. на 87% от сегодняшнего уровня», – рассказывает Йонас.

«Компания SSAB на этом не останавливается, – продолжает Йонас Адольфссон. – Мы активно работаем над декарбонизацией наших поставщиков сырья, например, производителей легирующих элементов. Тем временем — а также с целью снижения массы автомобилей — автоконструкторам выгодно минимизировать и оптимизировать использование прогрессивной высокопрочной и сверхпрочной стали в элементах кузова, отвечающих за безопасность, то есть применять более прочную сталь меньшей толщины».

Эта полоса мартенситной стали Docol^® 1400 МПа с электролитическим цинкованием толщиной всего 1,0 мм и шириной 20 мм способна выдержать нагрузку 2800 кг, что демонстрирует превосходные характеристики сверхпрочной стали малой толщины.

«Сталь Docol 1500M компании SSAB использовалась в одном из моих первых проектов, – говорит Брайан Оксли, сотрудник Shape Corp. Мы представили инновационные геометрические решения и новые профили бамперов. Была разработана конструкция, которая в максимальной степени использует прочность этого материала. Наши заказчики приняли это решение, и сегодня оно применяется на производственных предприятиях в США, ЕС, Мексике и Китае». Читать подробнее об опыте наших партнёров Компания Shape Corp. использовала сталь Docol^®, чтобы усовершенствовать конструкцию кузова легковых автомобилей.

4 шага к существенному сокращению углеродного следа стальных деталей

1. Начните со стали с низким уровнем выбросов углерода: SSAB Zero™ или SSAB Fossil-free™.
2. Обеспечьте максимальную эффективность использования материала, оптимизировав детали под облегчённые (например, более тонкие) конструкции.
3. Повысьте степень использования материала, снизив количество отходов (например, из-за микротрещин и прочих дефектов) за счёт подбора марки стали в соответствии с процессами формовки.
4. Уменьшите энергопотребление на производстве. Например, за счёт использования холодной формовки (профилирования) вместо закалки под прессом.

«Мы твердо уверены, что в сфере производства элементов кузова у профилирования большой потенциал, особенно по мере повышения прочности стали, — говорит Йонас. – Процесс профилирования, по сути, обеспечивает очень высокий коэффициент использования материала. Кроме того, геометрия профилированных деталей может обеспечить высокие показатели пассивной безопасности при столкновении, а также другие важные характеристики, такие как жёсткость».

Чтобы в полной мере использовать преимущества материалов, например, при производстве профилированных компонентов, необходимо на ранних этапах процесса проектирования привлечь производителя прогрессивной высокопрочной и сверхпрочной стали. То же касается и усилий по оптимизации стальных компонентов, когда вы совместно стремитесь достичь проектных целей вашей компании для конкретной модели.

Вместе с поставщиком стали для кузова вы сможете тщательно проанализировать свои проектные задачи и текущие или планируемые производственные процессы. 

Йонас Адольфссон отмечает: «Мы понимаем: разработка автомобиля — это всегда поиск компромисса ради оптимального решения — нужно сбалансировать массу, пассивную безопасность, жёсткость и другие характеристики, исходя из возможностей имеющегося или планируемого оборудования для формовки, например, путём роликового профилирования. Будучи крупнейшим в мире производителем прогрессивной высокопрочной и сверхпрочной стали, мы предлагаем не только наиболее широкий выбор марок, но и наибольшее количество вариантов в рамках одного класса — или даже в рамках одного уровня прочности».

Объединение усилий в рамках параллельного проектирования

Параллельное проектирование — это объединение усилий инженеров-конструкторов, инженеров по материалам и инженеров по производству на самом раннем этапе разработки нового автомобиля. Работа каждого их этих отделов во многом зависит от производителя прогрессивной высокопрочной стали, поскольку выбор марки стали для элементов кузова напрямую влияет как на проектирование, так и на производственные процессы. 

«Раннее сотрудничество выходит далеко за рамки обычной технической поддержки по вопросам использования сверхпрочной стали, — говорит Йонас. — Необходимо с максимальной эффективностью использовать кузовную сталь для достижения требуемых характеристик с учетом оборудования, которое у вас уже есть или скоро появится. В научно-техническом центре SSAB тщательно изучаются такие области, как оптимизация геометрии деталей, моделирование формовки, сварка и многое другое».

Еще в 2014 году компания Gestamp решила разработать новый передний нижний рычаг подвески для европейской версии автомобиля Toyota Yaris. Однако вскоре стало ясно, что стали необходимой марки для создания этой детали на тот момент просто не существовало. Именно тогда сотрудники Gestamp обратились к компании SSAB. Читайте: Gestamp и SSAB — долгосрочное сотрудничество ради более прочных и лёгких автомобилей в будущем.

Разработка автомобилей с нулевым углеродным следом

Раннее сотрудничество на этапе формирования концепции автомобиля является лучшей практикой. Мы будем работать с вами также на всех последующих этапах, когда вы будете разрабатывать свой углеродно-нейтральный (или с крайне низким уровнем выбросов CO₂) автомобиль. Чем раньше вы обратитесь к нам, тем лучше — так мы сможем объединить усилия в области снижения выбросов CO₂ , связанных с производством материалов автомобиля.