Maailman tiet vähähiilisiksi
Kansainvälisen liikennefoorumin raportin mukaan maailmanlaajuisen liikennetoiminnan odotetaan kaksinkertaistuvan vuoteen 2050 mennessä vuoden 2015 tasoon verrattuna. Koska ilmastonmuutos on maailmanlaajuinen huolenaihe, on tärkeää, että tuotamme tehokkaampia ajoneuvoja, joissa käytetään vihreämpiä polttoaineita. Sandvik Coromantin globaalin metallintyöstöalan johtajan autoteollisuuden tarjonnan hallinnan päällikkö Eduardo Debone kertoo, miten materiaalivalinnat ja metallin koneistuksen innovaatiot tukevat siirtymistä ympäristöystävällisempiin ajoneuvoihin.
Vaikka covid-19 vähensi liikennetoimintaa lyhyellä aikavälillä, ajoneuvojen käytön odotetaan edelleen lisääntyvän tulevina vuosikymmeninä maailman väestön kasvaessa ja talouskehityksen jatkuessa. Ajoneuvojen tuotannon lisääminen kasvavaan kysyntään vastaamiseksi on väistämätöntä – todellinen haaste on tehdä niistä vihreämpiä. Kansainvälisen energiajärjestön (IEA) mukaan liikenteen osuus polttoaineen polton suorista CO2-päästöistä on jo 24 prosenttia , ja maantieajoneuvojen osuus tästä luvusta on lähes kolme neljäsosaa.
YK:n ilmastonmuutosta koskeva puitesopimus (UNFCCC) tunnustaa liikennesektorin päästöjen vähentämisen tärkeyden ja julkaisi liikenteen ilmastotoimintapolkunsa aiemmin vuonna 2021. UNFCCC:n visiona on, että vuoteen 2050 mennessä matkustaja- ja tavaraliikenne on täysin hiiletöntä siirryttäessä kestävämpiin ajoneuvoteknologioihin. Tämä muutos jakautuu siirtymiseen päästöttömiin liikennemuotoihin ja ajoneuvojen tehokkuuden lisäämiseen.
Sähköautojen kehitys
Päästöttömiin liikennemuotoihin kuuluvat sähköajoneuvot (EV), joilla IEA:n pääjohtajan Fatih Birolin mukaan "on korvaamaton rooli nettonollapäästöjen saavuttamisessa maailmanlaajuisesti". Käyttämällä erityisesti kestävistä lähteistä saatavaa sähköä sähköverkosta sähkömoottoria käyttävien akkujen lataamiseen sähköautot eivät tuota pakokaasupäästöjä ja ovat siten ympäristöystävällisempi vaihtoehto kuin polttomoottoriajoneuvot.
IEA:n Global EV Outlook 2021 -raportin mukaan maailman teillä oli vuoden 2020 lopussa kymmenen miljoonaa sähköautoa, ja sähköautojen rekisteröinnit kasvoivat 41 prosenttia sinä vuonna. Vaikka sähköautot ovat selvästi nousussa, niiden käyttöönottoa voidaan nopeuttaa entisestään voittamalla toimintamatka-ahdistus, pelko siitä, että ajoneuvolla ei ole riittävästi toimintasädettä määränpäähänsä pääsemiseksi.
Ja kantama ei ole vain akun vastuulla. Vankemman latausinfrastruktuurin ja sähköautojen akkujen suunnittelun parannusten lisäksi ajoneuvon jokaisesta elementistä on tehtävä kevyempi. Kevyempi sähköauto vaatii vähemmän energiaa tietyn matkan kulkemiseen, ja siksi se voi mennä pidemmälle yhdellä latauksella, mikä lisää sen toimintasädettä.
Alumiinilla on suuri rooli sähköautojen keveydessä, sillä se painaa vain murto-osan perinteisemmistä autoteollisuuden materiaaleista – teräksestä tai valuraudoista. Itse asiassa alumiinia käytetään nykyään yleisesti useisiin ajoneuvon osiin, kuten alustaan, sisäisiin paneeleihin, moottorikoteloihin ja akkukoteloihin. Aluminium Transport Groupin (ATG) mukaan alumiinin käyttö sähköauton painon vähentämiseen voi johtaa suunnilleen samassa suhteessa. Jos esimerkiksi ajoneuvon painoa alennetaan 20 prosenttia, ajoneuvon pitäisi pystyä kulkemaan noin 20 prosenttia pidemmälle samalla latauksella.
Koneistuksen hallitseminen
Alumiinista valmistettuja komponentteja on kuitenkin tunnetusti vaikeampi työstää. Alumiini on pehmeämpää kuin useimmat metallit, mikä voi tehdä työskentelystä haastavaa. Lisäksi ruostumattoman teräksen sulamispiste on 1510 celsiusastetta, kun taas alumiinin sulamispiste on 660 celsiusastetta. Metallia koneistettaessa alumiinin alhaisempi sulamislämpötila tarkoittaa, että lastut voivat kerääntyä kitkan kuumuudesta suurilla nopeuksilla ja tarttua työkaluun. Tämä lastujen kertyminen voi tylsää työkalua, mikä vaikeuttaa aihion leikkaamista. Lisäksi valmistajat voivat kohdata ongelmia esimerkiksi aikaa vievien työkaluasetusten, epätasaisen työkalun kulumisen, jäysteen muodostumisen ja huonolaatuisten pintojen kanssa. Purseet ja suurten nopeuksien tarve ovat myös taistelu.
Onneksi nämä haasteet voidaan voittaa valitsemalla työkalu, jonka optimoitu muotoilu on valmistettu edistyneistä materiaaleista. Esimerkiksi Sandvik Coromantin M5C90-tasojyrsintyökalu, joka kuuluu Sandvik Coromantin M5C90-tasojyrsintään , on suunniteltu pitkillä jyrsintävaiheilla käytettäville kiinteille alumiiniosille sekä sylinterikansien, lohkojen ja sähköautojen osien rouhintaan ja viimeistelyyn. M5C90 suoriutuu yhdellä tehokkaalla käsittelykerralla koko koneistusprosessista rouhinnasta viimeistelyyn. Monissa tapauksissa tämä voi olla jopa neljän millimetrin (mm) leikkaussyvyys. Tällä työkalulla voidaan viisinkertaistaa työkalun kestoikä ja lyhentää jaksoaikaa jopa 200 %.
Lisäksi M5-jyrsinsarjassa käytetään porrastekniikkaa, jossa sen erittäin kestävät monikiteisestä timantista (PCD) valmistetut terät on järjestetty spiraalimaisesti ja porrastettu pystysuoraan materiaalin poistamiseksi työkappaleesta sekä aksiaalisesti että radiaalisesti. Lisäksi viimeisen hampaan wiper-geometria takaa laadukkaan ja tasaisen pinnankarheuden. Wiper-teräsärmä pysyy paikallaan, joten aikaa vieviä asetuksia ei tarvita. Muita M5-sarjan työkaluja ovat M5B90-tasojyrsinratkaisu hienoviimeistelyyn ja M5F90-yhdistelmäjyrsin rouhintaan ja viimeistelyyn pienemmissä mitoissa.
Sähköautoihin siirtyminen vähentää liikenteen päästöjä, ja käyttöönottoa voidaan nopeuttaa lisäämällä niiden tehokkuutta. Alumiinikomponentteja hyödyntävät sähköautot voivat kulkea pidemmälle yhdellä latauksella, mikä auttaa voittamaan toimintamatka-ahdistuksen. Autonvalmistajat, jotka valitsevat alumiinille optimoituja työstötyökaluja, voivat tuottaa korkealaatuisia alumiinisia sähköajoneuvokomponentteja, mikä tukee siirtymistä vihreämpään matkustamiseen.
Eduardo Debone
Insinööri muodostamalla erikoistuminen liiketalouteen. Tuotehallinnan, myynnin sekä tuotekehityksen osaaminen 28 vuoden kokemus auto- ja johtotehtävistä. 18 vuotta Sandvik Coromantin myynnin, liiketoiminnan kehittämisen ja tuotehallinnan johtotehtävissä
