Dekarbonisering af verdens veje

Mens COVID-19 forårsagede en kortsigtet reduktion i transportaktiviteten, forventes brugen af køretøjer stadig at stige i de kommende årtier, efterhånden som den globale befolkning vokser, og den økonomiske udvikling fortsætter. Det er uundgåeligt at producere flere køretøjer for at imødekomme den stigende efterspørgsel — den virkelige udfordring er at gøre dem grønnere. Det Internationale Energiagentur (IEA) rapporterer, at transport allerede tegner sig for 24% af de direkte CO2-emissioner fra forbrænding af brændstoffer, og at vejkøretøjer tegner sig for næsten tre fjerdedele af dette tal.

De Forenede Nationers rammekonvention om klimaændringer (UNFCCC) anerkender vigtigheden af at sænke transportsektorens emissioner og frigav derfor sin Climate Action Pathway for transport tidligere i 2021. UNFCCC's vision er, at passager- og godstransport inden 2050 vil være fuldstændig dekarboniseret efter et skift til mere bæredygtige køretøjsteknologier. Dette skift er opdelt i overgangen til nulemissionstransportformer og øget køretøjseffektivitet.

Udviklingen af elbiler

Blandt nulemissionstransportformer er elektriske køretøjer (EV'er), som IEA's administrerende direktør, Fatih Birol, siger, „har en uundværlig rolle at spille i at nå netto-nulemissioner på verdensplan“. Ved at bruge elektricitet, især fra bæredygtige kilder, fra nettet til at genoplade batterier, der driver en elektrisk motor, producerer elbiler nul udstødningsemissioner og er derfor en mere miljøvenlig mulighed end køretøjer med forbrændingsmotor (ICE).

Ifølge IEA's Global EV Outlook 2021-rapport var der ti millioner elbiler på verdens veje ved udgangen af 2020, og registreringerne af elbiler steg med 41% det år. Mens elbiler klart er i fremgang, kan deres udbredelse fremskyndes yderligere ved at overvinde rækkeviddeangst, frygten for, at køretøjet ikke har tilstrækkelig rækkevidde til at nå sin destination.

Og rækkevidde er ikke kun batteriets ansvar. Ud over en mere robust opladningsinfrastruktur og forbedringer af elbilsbatteriets design skal hvert element i et køretøj gøres lettere. En elbil med lavere vægt kræver mindre energi for at tilbagelægge en given afstand og kan derfor køre længere på en enkelt opladning og derved øge rækkevidden.

Aluminium spiller en stor rolle i vægtreduktion af elbiler, idet det kun vejer en brøkdel af de mere traditionelle bilmaterialer såsom stål eller støbejern. Faktisk vælges aluminium nu almindeligt til en række køretøjsdele såsom chassis, indvendige paneler, motorhus og batterikabinetter. Ifølge Aluminium Transport Group (ATG) kan anvendelse af aluminium til at reducere en elbils vægt resultere i rækkeviddeforøgelse i omtrent samme størrelsesorden. Hvis køretøjets vægt f.eks. reduceres med 20%, bør det kunne køre cirka 20% længere på samme opladning.

Beherskelse af bearbejdning

Imidlertid er komponenter fremstillet af aluminium notorisk vanskeligere at bearbejde. Aluminium er blødere end de fleste metaller, hvilket kan gøre det udfordrende at arbejde med. Desuden er smeltepunktet for rustfrit stål 1 510 °C, mens det for aluminium er 660 °C. Ved bearbejdning af metallet betyder aluminiummets lavere smeltetemperatur, at spånerne kan opbygges fra friktionsvarmen ved høje hastigheder og klæbe til værktøjet. Denne opbygning af spåner kan sløve værktøjet og gøre det vanskeligt at skære gennem emnet. Derudover kan producenter stå over for problemer som tidskrævende værktøjsopsætninger, inkonsekvent værktøjsslid, gratdannelse og ringere overfladefinish. Gratdannelse og behovet for høje hastigheder er også problematiske.

Heldigvis kan disse udfordringer overvindes ved at vælge et værktøj med et optimeret design, fremstillet af avancerede materialer. For eksempel er Sandvik Coromants M5C90 planfræserværktøj, som er en del af M5-fræserserien, designet til solide aluminiumkomponenter med lange fræseoperationer samt grov- og finbearbejdning af topstykker, motorblokke og komponenter til elbiler. Med en enkelt effektiv operation kan M5C90 udføre hele bearbejdningsprocessen fra råbearbejdning til finish. I mange tilfælde kan det være med en spåndybde på op til 4 mm. Dette værktøj kan femdoble værktøjslevetiden og reducere cyklustiden med op til 200%.

Derudover er M5-fræserserien udstyret med trinteknologi, hvor de ekstremt slidstærke skær med polykrystallinsk diamant (PCD) er anbragt i en spiral og forskudt lodret for at fjerne materiale fra emnet både aksialt og radialt. Desuden har den sidste tand wipergeometri for yderligere at sikre en plan overfladefinish af høj kvalitet. Wiperskærekanten forbliver i en fast position, hvilket eliminerer behovet for tidskrævende opsætninger. Andre værktøjer i M5-serien omfatter M5B90 planfræserkonceptet til finbearbejdning og M5F90-kombinationsfræseren til rå- og finbearbejdning i mindre dimensioner.

Overgangen til elbiler vil reducere transportemissionerne, og udbredelsen kan fremskyndes ved at øge deres effektivitet. Elbiler, der udnytter aluminiumskomponenter, kan køre længere pr. opladning, hvilket hjælper med at overvinde rækkeviddeangst. Bilproducenter, der vælger bearbejdningsværktøjer optimeret til aluminium, vil kunne producere komponenter til elbiler i aluminium af høj kvalitet — og dermed bidrage til overgangen til grønnere transport.

Eduardo Debone

Uddannet ingeniør med speciale i virksomhedsadministration. Kompetencer inden for produktstyring, salg og F&U. 28 års erfaring inden for bilindustrien og i ledelsesroller. 18 år i Sandvik Coromant i ledelsesroller inden for salg, forretningsudvikling og produktstyring