Tendances de l'industrie automobile :3 choses à surveiller dans la fabrication de voitures électriques

L'adoption à grande échelle des véhicules électriques aura des répercussions importantes sur les fournisseurs automobiles :ils doivent modifier les processus et la technologie pour répondre aux besoins changeants du marché. Voici trois tendances que vous devez connaître.

Peut-être avez-vous vu l'annonce récente de General Motors (GM), décrivant comment la présidente et PDG Mary Barra s'est engagée à rendre l'entreprise neutre en carbone dans toutes ses installations d'ici 2040. Dans le cadre de cette décision, GM éliminera progressivement la production de gaz et voitures et camions légers à moteur diesel en faveur de la technologie des véhicules électriques à batterie (BEV) d'ici 2035. 

Le constructeur automobile, âgé de 112 ans, fournira également des "cubes de puissance" à pile à combustible Hydrotec au fabricant d'équipement lourd Navistar et s'est associé à Honda pour commercialiser des piles à combustible à hydrogène en complément des véhicules alimentés par batterie. Le plus remarquable de tous dans l'annonce de GM a été l'appel de Barra à l'industrie :"Nous encourageons les autres à emboîter le pas et à avoir un impact significatif sur notre industrie et sur l'économie dans son ensemble."

Ne vous méprenez pas, même sans le soutien de GM, la transformation BEV était déjà bien amorcée. Six mois avant l'annonce de Barra, Allied Market Research prévoyait que le marché mondial des véhicules électriques atteindrait 802 milliards de dollars d'ici 2027, un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 22,6 % et une multiplication par cinq de la valeur du marché en 2019.

Dans le même temps, Tesla et une flotte de startups concurrentes (dont beaucoup sont chinoises) modifient la façon dont les voitures sont conçues, livrées et entretenues. Le cycle de développement traditionnel de deux ans de l'industrie automobile s'accélère, laissant la place à des mises à jour de fonctionnalités basées sur le cloud et à des itérations de conception rapides qui étaient autrefois impensables.

"Elon Musk apporte des modifications techniques à la volée", déclare Laurie Harbour, présidente-directrice générale de la société de conseil basée à Southfield, dans le Michigan Harbour Results Inc. 
 

« En d'autres termes, le Model Y qui est sorti en janvier n'est pas le Model Y que vous pouvez acheter en magasin aujourd'hui. Ils l'ont amélioré, d'une manière qui n'est pas sans rappeler la façon dont Apple propose des mises à jour régulières sur l'iPhone. Comparez cela à General Motors ou à l'un des autres Big Three - si quelqu'un y trouve une opportunité d'amélioration, l'entreprise attendra jusqu'à la prochaine année modèle pour la mettre en œuvre. Les gens de Tesla améliorent simplement leurs produits au fur et à mesure. »

Tesla change également sa façon de fabriquer des voitures. Un exemple notable de cela est l'investissement du PDG Elon Musk dans huit machines de moulage sous pression Giga Press du groupe Idra en Italie - le plus grand au monde - que le constructeur automobile utilisera pour produire des pièces moulées en aluminium monobloc pour le dessous de caisse du modèle Y.

"C'est un gros problème", déclare Harbour. "Il y aura un grand composant moulé sous pression pour le plateau de batterie sous les sièges, et la zone où un compartiment moteur serait normalement assis sera également moulée sous pression. On me dit que Tesla éliminera environ la moitié de l'atelier de carrosserie avec cet investissement, ainsi qu'environ 1 000 pièces estampées par véhicule. Les travailleurs de Tesla pourront apporter trois composants moulés sous pression à la chaîne de production principale, les assembler à la transmission et déposer la carrosserie par-dessus. »

Qu'est-ce que tout cela signifie pour l'industrie automobile? Plus important encore, qu'est-ce que cela signifie pour les fournisseurs Tier qui livrent chaque année des millions et des millions de composants usinés et fabriqués aux constructeurs automobiles ? En un mot :beaucoup. En plus de s'équiper pour toute une série de nouveaux véhicules, ces ateliers doivent se préparer à des changements incessants et de plus en plus rapides alors que les combustibles fossiles cèdent la place à l'énergie électrique et que les constructeurs automobiles poursuivent leurs efforts pour des véhicules toujours plus intelligents, plus légers (et souvent autonomes).

Voici trois parties de l'atelier qui seront les plus touchées :

Tendance de fabrication n° 1 :outils de coupe

Un grand changement viendra sous la forme de matériaux avancés. Oui, l'aluminium continuera à jouer un rôle clé dans l'allégement des voitures, mais il y aura également beaucoup de CFRP (plastique renforcé de fibres de carbone) et d'autres matériaux composites qui arriveront sur la scène automobile.

Malheureusement, ces matériaux sont à la fois abrasifs et sujets à l'effilochage, à l'éclatement et au délaminage. Comme indiqué dans Better MRO's How to Improve Time in Automotive Machining, le diamant polycristallin (PCD) et les outils de coupe en diamant dits "veinés" seront un élément clé pour être compétitif avec les composites à mesure que leur utilisation augmente. Cette histoire mentionnait également l'utilisation accrue de fonte à graphite compact (CGI), d'aciers inoxydables et d'alliages d'acier à haute résistance comme moyen de réduire le poids des véhicules, ce qui nécessitera que les ateliers d'usinage adoptent du carbure, de la céramique ou du bore cubique polycristallin spécifique au matériau. outillage en nitrure (PCBN). Cela produira le coût le plus bas par pièce, même si les outils de coupe eux-mêmes sont relativement chers.

Tendance manufacturière n° 2 :les machines-outils

Les mots « automobile » et « haute production » ont longtemps été synonymes, et les véhicules alimentés par batterie ou non, il est peu probable que cela change. En conséquence, les machines à vis multibroches, les lignes de transfert et les cellules d'emboutissage et de soudage automatisées continueront de produire la part du lion de la plupart des composants automobiles à grand volume.

Cependant, les quantités de production diminueront probablement quelque peu à mesure que l'utilisation des BEV s'intensifiera et que les véhicules équipés de moteurs à combustion interne (ICE) adopteront progressivement le chemin de l'essence à 50 cents le gallon, ouvrant la porte aux magasins avec les tours CNC sophistiqués de style suisse comme décrit ici.

Bien que souvent associées à l'usinage médical, ces machines-outils flexibles sont généralement équipées de vitesses de broche rapides et de stations d'outils de coupe généreuses et peuvent effectuer plusieurs opérations d'usinage simultanément. Cela les rend bien adaptés aux volumes plus élevés courants dans l'espace automobile, en particulier lorsque leurs propriétaires investissent dans les ravitailleurs de barres de style magazine et la détection de bris d'outil nécessaires à la fabrication en continu.

Tendance de fabrication n° 3 :impression 3D et fabrication additive

Longtemps considérée comme une technologie « uniquement prototype », l'impression 3D devient progressivement un acteur du marché manufacturier. HP, par exemple, annonce que ses imprimantes Metal Jet et Multi Jet Fusion sont capables de produire des pièces en métal ou en plastique à haut volume et à faible coût, et vante même son utilisation par Volkswagen et d'autres constructeurs automobiles.

Cela dit, l'un des principaux avantages de l'impression 3D pour de nombreux fabricants, automobiles ou autres, est sa capacité à produire rapidement des gabarits d'usinage, des montages d'assemblage, des pinces robotisées, des matrices de presse plieuse et d'autres outils à faible coût pour l'usine. Cela est particulièrement vrai compte tenu du large assortiment de polymères de qualité technique tels que les composites chargés de fibres, Ultem et PEEK. Ces matériaux et d'autres offrent aux ingénieurs une grande latitude et une flexibilité extrême, non seulement à des fins d'outillage, mais aussi pour la conception de prototypes fonctionnels.

La fabrication additive (FA) est également de plus en plus populaire dans l'industrie du moulage, où elle est utilisée pour construire des noyaux et des moules, ainsi que pour l'impression d'inserts métalliques à utiliser dans les moules d'injection plastique.

Compte tenu du rythme rapide des changements dans tous les secteurs manufacturiers, dont l'automobile, il sera plus important que jamais pour les ateliers d'usinage, les fabricants de tôlerie, les fabricants d'électronique et autres de développer des processus de fabrication rapides et flexibles.

Des outils d'atelier établis tels que le préréglage hors ligne, le palpage de machine en cours de fabrication et les systèmes de serrage à point zéro ouvriront la voie, suivis par l'utilisation de la simulation logicielle et du jumeau numérique. Les deux contribueront à rationaliser la programmation des machines et les tâches d'ingénierie, tandis que l'analyse des machines compatible IIoT servira à optimiser l'utilisation des outils de coupe et la disponibilité des machines. Tout est là pour la prise. Tout ce que les fabricants ont à faire est de monter et de conduire.

Comment vous préparez-vous à l'adoption à grande échelle des véhicules électriques ?

L'adoption à grande échelle des véhicules électriques aura des répercussions importantes sur les équipementiers automobiles.

Les changements auront un impact majeur sur les fournisseurs de l'industrie qui livrent chaque année des millions et des millions de composants usinés et fabriqués aux constructeurs automobiles.

Nous avons identifié trois parties de l'atelier qui, selon nous, seront les plus touchées. Lequel aura un impact sur votre entreprise ? Répondez à notre sondage pour partager vos idées.

Lequel des changements suivants aura le plus d'impact sur votre boutique ?

Quelles mesures prenez-vous pour accélérer vos capacités de production de véhicules électriques ? Partagez vos pensées et vos idées dans les commentaires ci-dessous.