Karbon nötr araçlar erken ve kapsamlı malzeme iş birliğini gerektirecektir

Konsept Aşamasının başlangıcından ilk aracın montaj hattından çıkmasına kadar geçen tipik geliştirme süresi beş yıl ise ilk karbon nötr otomobilinizin son teslim tarihine yetişmek için en geç 2025'te işe başlamalısınız.

Volvo'nun aşağıdaki grafiğinde görüldüğü üzere, benzinli bir aracın bataryalı elektrikli araca (BEV) dönüştürülmesi, BEV'nin yenilenebilir elektrik kullanılarak şarj edilmesi durumunda 200.000 km'lik bir yolculukta CO2 emisyonlarını yarıdan fazla azaltacaktır.

"Ancak BEV'nin üretim ve malzemelerinden kaynaklanan gömülü CO₂e hâlâ 24 ton," diyor İş Geliştirme Mobilitesi departmanından Jonas Adolfsson. "Malzemelerinin yüzde 17'si ise çeliktir. Ayrıca günümüz geleneksel otomotiv çeliğinin gömülü karbon içeriği 2,4 kg CO2e/kg çelik şeklindedir."

Adolfsson, "Artık SSAB Zero™ çeliği ya da 2026'da ticari miktarlarda piyasaya sunulacak olan SSAB Fossil-free™ çeliği kullanarak BEV çeliğinizin gömülü emisyonlarını 0,3 CO₂e/kg çelik oranında düşürebilirsiniz veya günümüz çeliğinde %87 CO₂e oranında azalma elde edebilirsiniz" diyor.

"Ancak SSAB burada durmuyor," diye devam ediyor Adolfsson. "Örneğin alaşım üreticilerimiz gibi, yukarı akış tedarikçilerimizin karbonunu azaltmak için de çok çalışıyoruz. Bu arada ve aynı zamanda hafifletme amaçları doğrultusunda, otomotiv tasarımcılarının beyaz gövde (BIW) güvenlik parçalarında AHSS/UHSS çeliklerinin kullanımını en aza indirmeleri/optimize etmeleri fayda sağlar: yani daha güçlü sınıfların daha ince konfigürasyonlarda kullanılması."

Elektrogalvanizli SSAB Docol^® 1400 MPa martensitikli çelikten yapılmış bu rulo (yalnızca 1,0 mm kalınlığında ve 20 mm genişliğindedir), 2800 kg kaldırabilir ve bu da ince kalınlıklarda UHSS çeliklerin mukavemetini ortaya koymaktadır.

Shape Corp'tan Brian Oxley, "SSAB'nin SSAB Docol 1500M çelik sınıfı, ilk projelerimden birinin bir parçasıydı" diyor. "Geometrik yenilikler ve yeni tampon profilleri yarattık. Bu malzemenin mukavemetini tam olarak değerlendirecek tasarımlar yaptık. Müşterilerimiz bu çözümü kabul etti ve bugün bu çözüm ABD, AB, Meksika ve Çin'deki üretim tesislerinde kullanılıyor." Tüm müşteri uygulamalarını okuyun: Shape Corp., SSAB Docol^® çeliğiyle gövde yapısı parçalarını iyileştirdi.

Çelik parçalarınızın karbon ayak izini büyük ölçüde azaltmaya yönelik 4 adım

1. Düşük CO₂e çelikle başlayın: SSAB Zero™ çelik ya da SSAB Fossil-free™.
2. Parçaları daha hafif (örneğin daha ince) tasarımlara göre optimize ederek malzeme verimliliğini en üst düzeye çıkarın.
3. Çelik sınıflarını şekillendirme süreçleriyle dikkatlice eşleştirerek hurdayı (örneğin mikro çatlaklardan vb. kaynaklı) azaltarak malzeme kullanımını en üst düzeye çıkarın.
4. Üretiminizde enerji tüketimini azaltın. Örneğin, preste sertleştirilmiş çelikler yerine soğuk şekillendirme süreçleri (örneğin haddeli şekillendirme) kullanılarak.

Adolfsson, "Özellikle çeliklerin mukavemeti artmaya devam ettikçe haddeli şekillendirmenin beyaz gövde açısından büyük bir potansiyele sahip olduğuna inanıyoruz," diyor. "Haddeli şekillendirme işlemi, tanımı gereği, çok yüksek malzeme kullanım oranlarıyla sonuçlanır. Haddeli şekillendirme uygulanan geometriler aynı zamanda yüksek çarpışma güvenliği performansı ve sertlik gibi diğer istenen özellikleri de sağlayabilir."

Haddeli şekillendirme uygulanan parçalar gibi malzeme avantajlarından tam olarak yararlanmak için AHSS/UHSS üreticinizle erken bir aşamada iletişime geçmeniz gerekir. Aynı durum, belirli bir model için şirketinizin tasarım hedeflerini yerine getirmek üzere birlikte çalıştığınız tüm çelik parça optimizasyon çalışmaları için de geçerlidir.

Beyaz gövde parçalarına ilişkin çelik tedarikçinizle birlikte, tasarım hedeflerinizi ve uygun üretim tesisleriniz için mevcut ve planlanan üretim yapılarını inceleyebilirsiniz. 

Adolfsson şunu belirtiyor: "Şunu anlıyoruz: Bir araç tasarlamak, mevcut veya yakında sahip olacağınız şekillendirme ekipmanlarınızla (örneğin haddeli şekillendirme) ağırlık, çarpışma performansı, sertlik ve diğer özellikleri dengelemek gibi optimum çözüme ulaşmak için bir uzlaşma sağlama projesidir. Dünyanın en büyük AHSS/UHSS üreticisi olarak, yalnızca en geniş geliştirilmiş yüksek mukavemetli çelik yelpazesini değil, aynı zamanda belirli bir sınıflandırma içinde veya belirli bir mukavemet seviyesi içinde en fazla çeşitliliği de sunuyoruz."

Eş zamanlı mühendislik ile "siloların" ortadan kaldırılması

Eş zamanlı mühendislik, elbette yeni bir araç tasarımının başlangıcında konsept/tasarım mühendislerini, malzeme mühendisleri ve üretim mühendisleriyle bir araya getirmek anlamına geliyor. Her üç departman da AHSS üreticilerine büyük ölçüde güvenmelidir: Beyaz gövde parçasında kullanılan spesifik çelik, tasarımını ve üretimini elbette etkileyecektir. 

"Bu erken iş birliği çalışması, yalnızca UHSS çelik Teknik Destek biriminin ötesine geçiyor" diyor Adolfsson. "İhtiyacınız olan parça özelliklerini en iyi şekilde elde edebilmek için sahip olduğunuz (veya yakında sahip olacağınız) şekillendirme ekipmanlarını kullanarak BIW çeliğinizinden tam olarak yararlanmanız gerekir. SSAB'nin Bilgi Hizmet Merkezi, parça geometrisi optimizasyonu, şekillendirme simülasyonları, kaynaklama vb. gibi alanlarda derinlemesine araştırmalar yapmaktadır."

Gestamp, 2014 yılında Avrupa Toyota Yaris için yeni bir ön alt kontrol kolu geliştirmek istiyordu. Ancak kısa süre sonra bu parçayı geliştirmek için gereken çelik sınıfının henüz mevcut olmadığı ortaya çıktı. Bu sırada Gestamp SSAB'ye başvurdu. Gestamp ve SSAB daha güçlü ve daha hafif bir otomotiv geleceği için uzun vadeli iş birliği yapıyor makalesini okuyun.

Karbon nötr araç geliştirme

Araç Konsept Aşamasında erken iş birliği yapmak en iyi uygulamadır. Ancak karbon nötr (veya son derece düşük CO₂e) aracınızı geliştirirken her aşamada sizinle birlikte çalışacağız. Otomotiv malzemelerinde gömülü CO₂ emisyonlarını azaltmak için birlikte yarıştığımızdan bizimle iletişime geçmek için asla erken değildir.