電気自動車の進化はプレス加工の製造にどのような影響を与えるでしょうか?

Jul 28, 2023

シボレー ボルト EV およびシボレー ソニック車は、ミシガン州オリオン タウンシップにあるゼネラル モーターズのオリオン工場で組み立てられています。電気自動車は、スタンピング メーカーにとって機会と課題の両方をもたらします。 写真提供：デトロイトGM

自動車業界の専門家らは、電気自動車や自動運転車の時代はすぐそこまで来ていると述べている。 それでは、EVやAVへの移行はプレス製造にどのような影響を与えるのでしょうか?

STAMPING Journal は、自動車メーカーやその他の自動車業界関係者、プレス OEM、材料サプライヤー、主要なスタンピング層サプライヤーに連絡を取り、内燃機関 (ICE) 車両から電気自動車やその他の自律型、コネクテッド、電動、共有型車両への移行がどのように行われるかを調査しました ( ACES) 車両は金属プレス製造に影響を与えますし、また影響を与えてきました。

STAMPING Journal が答えようとしている疑問は次のとおりです。この移行はデマではなく実際に起こっているのでしょうか? もしそうなら、いつですか？ ICE から ACES 車両への移行は新たな市場機会をもたらすでしょうか? 悪影響はありますか？ 軽量化は依然として重要でしょうか? この変化に備えるためにスタンパーは何をしなければならないでしょうか?

短い答えは、はい、今、はい、ある程度、はい、そして読み続けてください。

世界のバッテリー電気自動車およびプラグインハイブリッド電気自動車（バッテリー電気自動車（BEV）/プラグインハイブリッド電気自動車（PHEV））の総販売台数は現在わずか 2.2% ですが、成長傾向は急激に上昇しています。 BEV は充電式バッテリー パックに保存された化学エネルギーを使用し、PHEV は外部電源に接続することによって、また車載のエンジンと発電機によって充電できるバッテリーを備えています。 S&P グローバルによると、2018 年の世界の EV 自動車販売は 63% 増加し、中国で 79%、米国で 81%、欧州で 34% 増加しました。

国際エネルギー機関は、EV が現在の 300 万台から 2030 年までに 1 億 2,500 万台に増加すると予測しています。

ブルームバーグは、電気自動車の見通し 2019 の中で、2040 年までに全世界の乗用車販売の 57% が電気自動車になると予測しています (参照)図1）。

ICE時代の終わり？トム・ラフテリー氏は、2018年9月のフォーブス誌の記事「内燃エンジンが死人を歩く7つの理由」の中で、ほとんどの大手自動車メーカーがEVに多額の投資をし、EVを展開していると述べている。 多くの国の政策にはICE車両の段階的廃止とEV割り当てが含まれています。 バッテリーのコストは低下しており、それに伴って車両の価格も下がっています。 そして消費者はそれらを購入する計画を表明しています。

投資と展開。2018年のロイターの記事によると、世界の自動車メーカーは電気自動車に少なくとも900億ドルを投資する予定だという。

2015 年パリ気候変動会議の目標への取り組みを支援するために、フォルクスワーゲン世界最大の自動車メーカーは、2023年までに電動化に​​500億ドルを投資しています。 2025年までに100万台の電気自動車を生産する計画。 フォルクスワーゲンの戦略担当シニアバイスプレジデントであるラインハルト・フィッシャー氏は、8月6～8日に開催された2019年自動車研究管理センターブリーフィングサミット（CAR MBS）でそう語った。

図1現在の傾向に基づいて、ブルームバーグは、2040 年までに自動車販売の 57% が EV になると予測しています。アート提供: BloombergNEF

ほとんどの自動車メーカーもこれに追随している。 フォードは2023年までに110億ドルを約束し、GMは2023年までに20の完全電気モデルを発売すると発表した。Wiredの記事によると、ボルボは2019年から2021年の間に5つのバッテリー式電気自動車をデビューさせる予定で、もはやバッテリーなしの車の設計は行わないという。電気自動車に移行します。」

各国の政策が世界に及ぼす影響 。 現時点で、183 か国と欧州連合がパリ気候協定を批准し、それによって気候変動を阻止するために温室効果ガス排出量 (GHG) の削減を約束していることを考えてみましょう。 この公約には、自動車のライフサイクルごとに 2015 年の排出量と比較して 2025 年までに 30% の GHG 削減が含まれます。 彼らのエネルギー政策はその取り組みを反映しています。

ノルウェーがリードしている。 同国の議会は、2025年までに国内で販売されるすべての新車に電気自動車を搭載することを義務付けることを可決した。 この義務はノルウェーの消費者の好みに従っています。 Industrial Equipment Newsの4月1日の報道によると、電気自動車は2019年3月に化石燃料で動く自動車の販売台数を上回った。

中国と欧州のいくつかの国は、自動車メーカーに対し、EVとしての自社車両の割り当てを達成することを義務付けている。

ペンシルバニア大学ウォートンスクールの2019年5月の記事によると、中国の新エネルギー車（NEV）義務化は、2020年までに460万台のEVを走行させ、長期的に従来のICE車を禁止する計画の一環である。自動車市場: 競争の嵐がやってくる。」 中国では500社以上のメーカーがEVの製造に登録している。

中国政府は、パリ協定の約束に従って汚染レベルを削減したいという主な動機から、EVの販売を促進するために2010年に補助金を導入したが、2020年までに補助金を段階的に廃止する計画だ。

消費者の好み。 2018年5月のConsumer Reportsの記事で報告されているように、最近のAAAの調査によると、アメリカ人の34％が今後10年間にEVを購入する予定であるとのことです。 BBCニュースの記事は、「若者の半数が電気自動車を望んでいる」という調査結果を紹介している。

コストパリティ。フォルクスワーゲンのフィッシャー氏によると、BEVの最大のコストの1つはバッテリーパックだという。 これらのコストは急速に低下していますテスラブルームバーグが文書化したロードスター (「図2 ）。 リチウムイオン電池のコストは、2010 年にはキロワット時 (kWh) あたり 1,000 ドルでしたが、2017 年までにそのコストは 1 kWh あたり 200 ドルに下がりました。 2018年6月のテスラ株主総会で、CEOイーロン・マスク氏は、テスラは2020年までに1kWhあたり100ドルになるだろうと予測した。同紙によると、そのコスト、つまり1kWhあたり100ドルがEVとICE車の価格が同等になるということで広く合意されている。記事。

2020 年までに、バッテリーのコストは 10 年間で 90% 低下し、バッテリー容量は増加します。 さらに、亜鉛電池技術がアップグレードされ、再充電可能になり、電池価格の方程式にさらに別の側面が加わりました。

これは、EVの購入価格が下落している一方で、利用可能な電気自動車のモデル数が増加しようとしていることを意味します。

フォルクスワーゲンは9月9日、ドイツのフランクフルトで開催された欧州自動車ショーでID.3 EVを発表した。 1回の充電で最大342マイル走行できる完全電動のコンパクトハッチバックは、2020年春に欧州のみで発売される予定だ。VWはその後、米国でもクロスオーバーSUVを発売する予定だ。

Inside EVs によると、2020 年は EV にとって画期的な年となるでしょう。アウディ、BMW、シボレー、フォード、ヒュンダイ、起亜、ランドローバー、ルシッド、メルセデスベンツ、日産、ポルシェ、テスラ、ボルボ、フォルクスワーゲン、および高級自動車メーカーは、2020 年に完全電気自動車とハイブリッド電気自動車の両方の電動車両を導入またはアップグレードします。

自律走行車、コネクテッドカーに関しては、現在、道路を走っています。 しかし、CAR MBS の専門家委員会のコンセンサスは、自動運転車が主流になるのは 2030 年、さらには 2040 年になるだろうということです。

インタビューした全員の一致した意見は、電気自動車がスタンパーにとって新たな市場機会となるということです。

フォードVOMEスタンピングのNA金型エンジニアリングマネージャー、エリック・フレヴィク氏とスタンピングエンジニアリング担当チーフエンジニアのジェイソン・リスカ氏は、スタンピングに大きな変更があれば車両の構造に変更が生じるだろうと述べた。

「EVでは、フォードが社内で製造する部品の種類に応じて、板金の大部分が変更されていません。車体上部の構造は、車体側面の給油口ではなく、フロントフェンダーの充電ポートを除いて、基本的に同じです。 」とフレヴィク氏は述べ、フェンダーの配置はフォード独自のものであり、消費者の好みの調査に基づいていると付け加えた。

「バッテリーのパッケージングに応じてアンダーボディが大幅に変化する可能性があります。たとえば、バッテリーをトランクまたはトランク付近にパッケージングすることは、バッテリーをパッケージングするためにアンダーボディプラットフォーム全体を使用することとは完全に異なるアーキテクチャです。プラットフォームのスタンピングには、 EVへの移行に伴って変化する可能性ははるかに高くなります。

「AV の場合、センサー、カメラ、その他のテクノロジーを車両の外装にパッケージ化して取り付けるために、上半身が変更される可能性が高くなります。」と彼は続けました。 「センサーの機能を必要とするフェンダー、ボディサイド、ルーフの板金設計が行われる可能性があります。」

こんにちは、バッテリーエンクロージャーです。印刷機 OEM は、市場にスタンパーを装備する準備が整っているかどうかを確認するために市場に注目してきました。 「EV市場の成長に伴い、バッテリーエンクロージャー用途や端子などのその他のコンポーネントの需要が増加すると予想しています」と同氏は述べた。会田インターナショナルセールスディレクター、クランド・アイダ。

日本電産プレスアンドオートメーション営業担当副社長のリック・シュワルツ氏は、「さらに、電気自動車のモーターに必要な極薄の0.20mmラミネート材料のスタンピング需要も増えるだろう」と述べた。

シューラーグループ自動車部門グローバル責任者のクラウス・リンニッヒ氏は、「新たなチャンスが存在すること、そしてこれからも新たなチャンスがあることは疑いないが、それを追いかける新たな競合他社も数多く存在する。

図2 EV のバッテリーのコストは 7 年間で、kWh あたり 1,000 ドルから 200 ドルに下がりました。 2020 年までに、kWh あたり 100 ドルに下がると予想されています。このコスト、つまり kWh あたり 100 ドルが、EV と ICE 車の価格が同等になり、EV が主流になるということで広く合意されています。 チャート提供：ブルームバーグ

同氏は、中国が2021年までに680万台の電気自動車を製造し、次いで米国（310万台）、ドイツ（220万台）、日本（100万台）が続くとする調査結果を引用し、「基礎的な数字自体は非常に印象的だ」と述べた。 。 リニッヒ氏は、バッテリー容量が 2022 年までに 120 ギガワット時 (GWh) から 400 GWh 以上に増加すると予測されている統計から、スタンパーの市場機会があると見ています。これは、製造 (スタンプ) する必要があるセル ケース約 10 億個に相当します。

アメリカ鉄鋼協会(AISI) 自動車プログラム副社長のジョディ・ホール氏は、「チャンスは確実にあると思うが、詳細はまだ決まっていない。現在最も注目を集めているのはバッテリーエンクロージャだ」と語った。

いくつかのスタンパーはすでに新しい市場への供給から恩恵を受けています。

シャイロ主にアルミニウムとマグネシウムのアセンブリを提供するティア 1 サプライヤーである同社は、BEV 用のプレスアセンブリに市場機会を見出しました (「図3 ）。 このスタンピングおよび鋳造メーカーは、EV 充電器ボックス、コントロール ボックス、バッテリー ボックス後部、バッテリー ボックス底部、モーター ハウジングを製造する一方、ICE 車両用部品の製造も続けています。

Shiloh 社は、軽量化技術を自社のアイデンティティの一部であり、差別化を決定づける要因として挙げており、室内騒音を低減するために吸音パネルのラミネートを製造していると同時に、アセンブリの重量を 4.4 ポンド削減しています。 メーカーは、7.7ポンドを節約するアルミニウムのレーザー溶接された内側ドアを展示しています。 質量の。 軽量化の最終目標は環境保護であることを常に認識している同社は、新設計のドアにより CO2 が 10,000 トン節約され、スクラップが 11% 削減され、同時に 1,700 万ドル以上のコスト削減が実現されたと宣伝しています。

自動車市場向けの大量精密金属プレス加工における 60 年以上の経験により、CEPテクノロジーズ株式会社社長のケン・カウフマン・ジュニア氏は、自動車メーカーの間で起こっている変化について独自の視点を持っていると述べた。ニューヨーク州ヨンカーズに本社を置くこの世界的なスタンピングメーカーは、自動車OEMおよびアフターマーケット、電気通信、半導体、電源保護、コンピューターなどの分野で多様な顧客基盤にサービスを提供している。スイッチ。

カウフマン氏は、同社はすでに、衰退する他の分野の事業に代わって車両の電動化による事業の成長を実感していると述べた。 バッテリー接点、端子、およびプリント基板の導電性向上のニーズは、成長を遂げているニッチな製品分野の 1 つです。 「私たちは現在、たとえば車内 Wi-Fi を提供するインフォテインメント ユニットに組み込まれるヒートシンクを製造しています。」

近年の自動車メーカーの技術的マイルストーンには、自動ハイビーム制御、バックアップカメラ、スマートホーム統合、自動運転車、GPS車両追跡、車車間通信などが含まれるとカウフマン氏は述べた。 「自動車が進化するにつれて、当社の事業の電気部品部門も成長すると予想しています」と同氏は語った。 「この種の進歩には、さまざまなカスタム バッテリー接点、シールド製品、プレス フィット ピン、およびカスタマイズされた精密金属スタンピングが必要になります。今日の車両で使用される PCB の数が増加するにつれて、カスタム プレス フィットの生産が大幅に好転していることがわかりました。さまざまな素材やサイズのピン端子やカスタム シールド カバーとフレームを提供しています。そのようなプロジェクトの 1 つとして、大型トラック用途向けのターボチャージャーが挙げられます。テクノロジーが輸送業界との統合を続ける中、輸送のあらゆる側面が再設計されているのを私たちは目の当たりにしています。最新のプロジェクトは、大型トラック用途のスイッチ用のスタンプコンポーネントです。」

一部のステーター積層のスタンピングにはファインブランキングと高速プレスが必要な場合がありますが、CEP では小型の電気カスタムプログレッシブメタルスタンピングが 15 ～ 60 トンのサイズのストレートサイド機械プレスで行われます (「図4）。

カウフマン氏はさらに、「我々は現在、多国籍OEMのキーフォブ用のバッテリーコンタクトと、別の自動車メーカーのドアエントリーシステム用のコンポーネント一式を製造している。ボタンを押すだけで離れた場所から車を始動できるキーレスイグニッションシステム」と続けた。 「キー フォブのキー フォブはセンサー駆動であり、さまざまな形状の接点と精密な金属スタンピングが必要です。現在あるプロジェクトでは、ドア エントリー システムとして年間約 350 万個を生産しています。」 別のキー フォブ プラットフォームでは、CEP は年間約 500 万個のカスタム バッテリー コンタクトを生産しています。

中国の新エネルギー車（NEV）義務化は、2020年までに460万台のEVを走行させ、最終的には従来の内燃エンジンを搭載した自動車を禁止する計画の一環である。 写真提供：BYD Auto Co. Ltd.、中国陝西省西安市

CAR MBS のプレゼンテーション「電動化への道」では、次のように述べています。デルフィ・テクノロジーズ上級副社長兼最高技術責任者のメアリー・グスタンスキー氏は、運輸業界は急速に変化していると述べた。 彼女は、3 つのメガトレンドの収束は課題と機会の両方をもたらしていると述べ、「パワートレイン技術の価値提案は、自動化、接続性、電動化を活用することによって実現されます。推進力の未来はよりクリーンで、より良く、より遠くになります」と述べました。

デルフィは自動車エレクトロニクス技術の世界的リーダーとしての地位を確立しており、エレクトロニクスの需要が増加すると予測されているため、恩恵を受ける可能性が高い。 「法規制への準拠と機能性のためには、さらなる電動化が必要です。最適なパフォーマンスにはシステム統合機能が必要です。アクティブセーフティセンサーと接続性の向上により、車両がより多くのデータを利用できるようになります。」と彼女は述べました。

車両の内容と複雑さが増すにつれて、より多くのインテリジェンスが必要になるだけでなく、リアルタイム制御のためのコンピューティング能力の向上も必要になると同氏は付け加えた。

「そうではありません。内燃機関とトランスミッションの主要部品はプレス品ではなく鋳造品です」との声フォルクスワーゲン広報担当のマーク・ギリース氏。 「VWについては、近い将来に大きな変化はないと予想しています。当社のBEVは億万長者ではなく、数百万人が購入するように設計されているため、引き続き伝統的な方法でボディを製造しています。スチールプレスの代替品ではありません」たとえば、炭素繊維部品の場合は、潜在的な顧客にとってコストが法外になるためです。」

ギリーズ氏は、内燃エンジンやトランスミッションの不在によって生じる潜在的な需要の減少は、関連機器からの需要で補われるのではないかと考えています。 「私たちは、EV の複雑さの軽減と、充電ステーションなどの補助ユニットに対する需要の増加という 2 つの要素が一致する可能性があると考えています。」

バイバイ、バイバイヒートシールド。フォードのリスカ氏は、内燃機関には小さな順送プレス加工がいくつか含まれているものの、ほとんどのエンジン部品は鋳造品や固体ブロックから機械加工された部品であると述べた。 「排気用の熱シールドはもう必要ありません。ええ、それらの部品の一部は変更されますが、バッテリーなどの車両の他の領域の部品は、おそらく内燃エンジンで失われるもののバランスを取るでしょう。」

フレビック氏は、板金スタンピングが今後も材料として選ばれ続ける可能性が高いと述べた。 「板金部品の高い強度対重量比は、他の設計に比べてコスト競争力が非常に高いため、構造要件を満たせない場合を除き、板金が好ましい材料選択になると予想します」と同氏は述べた。 「ICEのパワートレインやトランスミッションに関連する板金部品は明らかにあります。しかし、これはバッテリーやEVに必要な足回り部品に必要な他のプレス加工で簡単に相殺できると思います。」

AISIのホール氏は、全体としてスタンパーが悪影響を受けることはないと考えていると述べた。 「（プレス加工された）板金の大部分は、ボディ、クロージャー、シャーシやサスペンションのコンポーネントに使用されます。エンジンやトランスミッションのコンポーネントには、プレス加工された部品はあまりありません。」

日本電産のシュワルツ氏は、「自動車のブラケットに関連するものはすべて影響を受ける可能性がある。確かに、エンジンやトランスミッションの内部や周囲に刻印されたものは不要になるだろう」と述べた。

会田氏は、「はい、特に一部のトランスミッション部品から焦点が変わりました。一部のスタンパーはEV/AV技術の研究開発に多額の投資を始めています。EVおよび非内燃エンジン車の成長が予想通りに続けば、それは重要です」と述べた。言うまでもなく、これらの企業によるトランスミッション部品のプレス加工の成長は減少し、EVまたはHEV関連部品を製造するためのプレス加工またはその他の方法に投資することになるでしょう。」

図3 Shiloh は、バッテリー ハウジングやバッテリー ブラケット アセンブリなど、バッテリー電気自動車のスタンピングおよびアセンブリの市場機会を見出しました。 画像提供：シャイロ・インダストリーズ（オハイオ州バレーシティ）

会田氏は、トランスミッション部品のスタンピングが一夜にして消えるわけではなく、トランスミッションスタンパーは中核事業をすぐに放棄すべきではないと警告した。 「多くの研究結果は、内燃機関車の販売台数が2030年まではその数字を維持し、その後減少が始まることを示しています。また、インフラストラクチャとその技術が、技術が持続可能であるためにはEV市場の需要をサポートする必要があることも考慮する必要があります。」

CEP Technologies は、可燃性エンジンや燃料ポンプ用途向けに大量の部品をプレス加工し続けています。 自動車用点火端子は標準製品ラインです。 「我々の立場からすれば、それ（ICE車両の段階的廃止は）マイナスに見えるかもしれない」とカウフマン氏は語った。 「とはいえ、他の分野のコンポーネントも増加傾向にあります。一般に、自動車は、膨大な数のプレス加工を必要とするさまざまな新機能を備えて設計されています。特にカスタムシールド製品です。」と彼は言いました。

「スタンパーは可燃エンジンを失うかもしれませんが、その反面、自動車がよりスマートになるにつれて、作られる製品の数は増加します。これを私たちは活用しています」とカウフマン氏は語った。

頑丈な先進高張力鋼 (AHSS) や高張力アルミニウム、チタン、マグネシウムの成形に苦戦しているプレス製造メーカーが、新しい電気推進システムによる救済を求めているのであれば、それは間違いではありません。 自動車の軽量化は、テールパイプ排出量を削減することで気候変動を緩和するという環境政策と顧客の好みによって推進されており、電気自動車にはテールパイプがない（テールパイプ排出量はさらに少ない）ことを考慮すると、車両の軽量化はどれほど重要になるでしょうか?

フォードのフレビック氏は、「はい、間違いありません。アルミニウムであれ、より薄い、ホットスタンプ、または高張力鋼であれ、軽量化の方向に進むでしょう。電気自動車では航続距離を延ばすために軽量化を続けることが非常に重要です。 F シリーズ アーキテクチャのような極端なものに取り組むと、ロールオーバー要件を維持するために、完全に異なる製造プロセスであるハイドロフォーミング コンポーネントに取り組みます。」

自動車用アルミニウムアドバイザーネイト・ビーバーズ社長は、車両の重量を軽減することが極めて重要であると主張する。 「今日の車両アーキテクチャと将来に向けて設計されている車両アーキテクチャを見ると、軽量化は OEM とサプライヤーの戦略の重要な要素です」と、8 月 20 日の Global Automotive Lightweighting Materials (GALM) カンファレンスで同氏は述べました。 22. 「ICE車であろうと電気自動車であろうと、規制要件、航続距離、走行性能、消費者の好みを満たすには軽量化が重要です。」

ダイムラーAGヨーロッパの自動車メーカー 6 社 (ダイムラー、フォルクスワーゲン、ボルボ、オペル、TME、セントロ リチェルシェ フィアット) の連合を調整し、最適な軽量化材料と製造プロセスを研究しました。 ダイムラー・メルセデス・ベンツのサマ・ムバン教授教授は、2019年に終了したばかりの「手頃な価格の軽量自動車同盟」（ALLIANCE）の3年間の研究プロジェクトを率いました。

ムバン氏は、自動車が排出ガスを発生させる燃焼エンジンで駆動されなくなったとしても、軽量化は今後も推進力となるだろうと述べた。 「第一に、軽量化は効率、パフォーマンス、さらには排出ガス削減やコスト削減などのパラメータにも関連しているため、軽量化は今後も非常に重要です。」 さらに、バッテリーパックの重量は最大500キログラムになるため、EVの航続距離を延ばすには重量のバランスを取るために軽量化が必要になると同氏は述べた。

最近の GALM 会議で発表したムバン氏は、研究目標は重量削減、排出量削減、手頃な価格の 3 つであると述べました。

3 年間の研究プロジェクトは目標を達成しました。 「まず私たちは新材料を開発し、それを既存の走行車両で検証しました。そして、関連する製造を開発しました。ご存知のとおり、新材料の開発は製造プロセスの課題でもあります。そのため、サイクルタイムと製造コストの削減に取り組みました。」良い。" 最終的な結果は、33 パーセントの重量削減、25 パーセントの排出削減、そして 3 ユーロ/キログラムのコスト削減でした。

図4一部のスタンピング用の金型とプレスは、複雑な金型に対応するために非常に大きくなければなりませんが、CEP Technologies が EV 電気部品用に構築する金型の多くは小型で済みます。 写真提供：CEP Technologies（ニューヨーク州ヨンカーズ）

会田氏はさらに、「私たちは、高強度で軽量な材料の成形に対応することが業界の課題だと考えており、材料の特性が変化するにつれ、この状況は今後も続くと考えています。将来が電気自動車であろうとなかろうと、軽量化は自動車メーカーにとって主な焦点の1つになるでしょう」と付け加えた。エネルギー源。」

Schuler社のLinnig氏は、「この世界的な移行プロセスがOEMとそのサプライヤーの両方にとって大きなストレステストであることは疑いの余地がない。従来のビジネスモデル、利益率、スキルセットは厳しいプレッシャーにさらされている。最終製品を変えるとスタンパーの製品も変わるし、彼らのビジネスの焦点は、変化に対応するために当社の製品に間違いなく影響を与えるでしょう。」

フォードのフレヴィク氏とリスカ氏は、サプライヤーは問題解決に向けて積極的なアプローチを取るべきだと述べた。 「今後も積極的に行動し、フォードの製品開発・購買部門と協力して早期に着手し、コスト削減のための実現可能性の方向性と固定費削減のための金型調達戦略を提供する」とフレヴィク氏は述べた。

たとえば、フロントフェンダー内の充電ポートの配置には、成形上の課題があります。 「顧客調査データによると、ほとんどの人は充電ステーションに向かって前方に車を停め、前部の運転席側に充電器を差し込みたいと考えています。残念ながら、充電ステーションを置く場所としては最悪です」とフレヴィク氏は語った。 「ボディサイドの素材は成形しやすく、歪みもそれほど多くありません。フェンダーの素材は焼付け硬化可能なスチールで作られており、表面の歪みが大きくなります。」 これを適切かつ迅速に達成するための優れた戦略をサプライヤーに持たせなければ、扉は開かれないだろうと同氏は指摘した。

ツーリング。 Ryska 氏は、品質へのこだわりと同様に、金型開発の市場投入までの時間を短縮することが重要であると強調しました。 「品質とタイミングは非常に重要です。現在、板金の取り付けと仕上げに対する品質への期待は非常に高いです。人々はより高品質の車両を望んでいます。」

多くの場合、サプライヤーは必要なタイミングに間に合わせるのに苦労している、と同氏は語った。 「したがって、サプライヤーは金型の製造にかかる時間の削減に積極的に取り組むべきです。金型の製造にかかる時間を短縮するために、さまざまな方法に取り組む必要があります。品質が向上することが証明されるものなら何でも」あるいは市場投入までの時間が短縮されます。」

Frevik 氏は、これが起こる可能性の 1 つは、ダイ ブロックの寸法精度が向上し、機械加工の必要性が減った場合ではないかと考えています。

別のアプローチは、ダイのトライアウトでの反復回数を減らすことに重点が置かれる可能性がある、とフレヴィク氏は述べた。 「板金部品を金型から取り出した後、正確な寸法を得るために 7 回の反復を計画しています。サプライヤーがそれよりも早く目標を達成できる技術や戦略を持っている場合は、2 回か 3 回の反復が確実に状況を変えるでしょう。」

リスカ氏は、その答えはスプリングバック補償シミュレーションにあるのではないかと考えていると述べた。 「私たちは金型をカットする前に、スプリングバック補正の仮想シミュレーションを何度も行います。そのプロセスがより正確になれば、そこに大きな変革があると思います。部品がどうなるかを仮想的に完全に予測できれば、スタンプを押してそれを補正することができれば、理論的には、金型を作り、プレス機に金属板を入れ、金型に通すだけで、完璧な部品が完成するでしょう。

「それはユートピアでしょう！」 彼は言った。

図5より複雑で大型のダイや大型モーターの積層には、この Nidec Press & Automation Minster 3,700 mm EV ラミネート プレスのように、長いプレス ベッドが必要です。

多くの情報筋によると、コンポーネントは関節の重量を軽減するように設計される可能性が高く、そのため工具はおそらく長く、より複雑になるだろうという。 カウフマンは、より長い金型に対する要求に応えてきました。 「部品はますます複雑になっています。そのため、すべての切断および成形作業を完了するために工具が長くなっています。」

また、被削材の強度はますます高くなる傾向にあるため、金型はこれらの非常に硬い金属の厳しさに耐える必要があり続けます。 これらは高強度である必要があり、硬化を受ける必要があり、摩擦を減らすために戦略的な潤滑が必要です。

押します。日本電産のシュワルツ氏は、市場の需要の変化に応じて、さまざまな種類の印刷機が必要になると考えていると述べた。 「C サイズのバッテリーセルと同様のサイズのバッテリーシリンダーに必要なダブルアクションカッピングマシンの必要性がわかります。

「各スタンピング ソリューションに対する速度の柔軟性とともに、長いベッド長を備えた高速スタンピング機が重要になります」とシュワルツ氏は続けました。図5 ）。 「一部のEV電気モーター設計では、積層体のスタックを保持するために接着技術が採用され、一部のスタックではインターロック技術が採用される予定です。」

シュワルツ氏は、高速EVモーターのステーター/ローター積層用のスタンピングプレスには、たわみの少ないベッドと長さ3,700mm以上のラムシステムが必要であると付け加えた。 「高速スタンピングでは、低振動の鋳鉄製の機械と、高精度のプッシュプル サーボ送りが重要になります。」

Schuler と AIDA-America は、EV モーターのステーター/ローターの積層用途向けの高速積層プレスの設計と製造も行っています (「図6そして7）。

「当社は、バッテリー用の金属ハウジングやモーター用の電気モーター積層板など、電気自動車用コンポーネントを経済的に連続生産するためのシステムを提供しています」とリニッヒ氏は述べた。 「当社は、ますます複雑化する電気モーターの積層構造に対応する高速プレスを開発しました。これにより、積層体を薄くすることでエネルギー効率が向上し、その結果、渦電流損失が低減されます。」

より長く複雑な金型は、プレスベッドのサイズ要件を変える、と会田氏は語った。 「近年、すでにベッドのサイズが大きくなり、通常は給餌長が 3.7 メートルになるため、需要が急増しています。」

リニッヒ氏は、プレスベッドのサイズが長くなる原因は複雑さだけではないと述べた。 「同時に、より高い性能を達成するために電気モーターの直径が大きくなっています。その結果、カスタムスタンピングはより小型かつ複雑になり、進歩の量に対応するためにより長い金型が必要になります。」

CEP はその結論を肯定します。 カウフマン氏は、同社がより高いトン数のプレス機に投資していると語った。「トン数のためではなく、より長い金型によるベッドサイズのためだ」という。

図6 Schuler の新しい Smartline EV 3.8 高速ブランキング プレスは長さ 3.7 メートルで、最大 630 mm のストリップ幅を加工できます。 スタンパーが製造する積層の量によって、スタンパーが単列ダイに適合するか二列ダイに適合するかが決まります。 画像提供：ミシガン州カントンの Schuler Inc.

シュワルツ氏はさらに、「一部の領域は実際には減少するが、他の領域は増加するだろう。用途が変化するにつれて、スタンピングの種類、ひいてはスタンピング方法も変化する。必要なプレス機の数は一定のままであると予想しているが、新しい必要なプレス機は従来のデザインとは異なります。」

相田氏は、「構造部品用の軽量超高張力鋼の需要は今後も続くと予想しており、サーボ技術により、こうしたプレス加工が難しい部品に優れた成形性を提供できるようになるだろう」と述べた。

材料。電気部品の需要の急増により、スタンパーに珍しい材料や馴染みのない厚さの材料を形成することが必要になる場合があります。 カウフマン氏は、「当社はカスタム金属スタンピングを製造しているため、多様な顧客ベースにより、高性能銅ベース合金、冷間圧延鋼、ステンレス鋼、アルミニウムなど、非常に幅広い原材料をスタンピングする必要があります。 0.004 インチの薄さの材料から部品を製造し、手のひらに収まる 50,000 個の部品を製造するノウハウです。」

相田氏は「自動車の軽量化を図るため、自動車製造におけるアルミ部品の使用量が飛躍的に増えている」と指摘した。

自動車アルミニウムアドバイザーのビーバーズ社は、スチールからアルミニウムへの転換で最も高い成長が見られるのはクロージャーパネルだと述べた。 「ボンネット、ドア、リフトゲートなど、従来型動力車の白ボディ用途を考えてみてください。EV ではさらにそうです。平均して、電気自動車には従来型動力車よりもかなり多くのアルミニウム含有量が見られます。その理由は、 」

Gen3 AHSS の出現により、以前の世代の鉄鋼に関連した成形性の問題の多くが解決されました。 鋼の引張強さは依然として維持されていますが、伸び特性は増加しています (thefabricator.com で「第 3 世代の高度な高張力鋼が登場」を参照)。

それでは、サーボプレスで形成された Gen3 鋼はホットスタンピングを時代遅れにするのでしょうか? このトピックについてはさらに推測が続きます。

最近開発・実用化された新鋼材の一つに、マテリアルサイエンス株式会社の MSC Smart Steel® は、車両部品をプレスするための低炭素鋼の直接代替品として設計された新しい多層鋼積層板です。 この材料は、同じ厚さの標準鋼と比較して質量を 20 ～ 40% 節約すると同社は主張しています。

コイルとして販売されるこの材料は、従来の金型で打ち抜き、既存の設備でスポット溶接し、標準の電着塗装および塗装システムで処理できるため、既存の製造と互換性があります。

この多層鋼は、新興テクノロジー部門で Altair Enlighten Award を受賞しました。 Enlighten Award は、自動車業界の軽量化の功績を称えるものです。

図7非常に薄いゲージの金属モーター積層体用に設計された高速プレスは、非常に剛性が高く、たわみがない必要があります。 ラミネートプレスとそのモーターラミネートの写真提供：AIDA-America（オハイオ州デイトン）

アセンブリ。会田氏は、材料や用途の変化がスタンパーに新たなツールや金型を開発する課題と機会をもたらすとともに、高度な接合技術を備えた金型内プロセスなどの付加価値のあるスタンピングプロセスを組み込む機会をもたらすと提案した。 「そうすることでスタンパーの生産性が向上し、複数のコンポーネントを組み合わせてアセンブリにすることで製品の軽量化が実現できる可能性があります。」

ICE から ACES 車両への移行による最も驚くべき副産物の 1 つは、新技術、つまり電動化、さらに注目すべきは自動運転車両に内在する大きな課題にアプローチするために、最大のライバル同士がコンビを組んだことです。

車両と輸送コストの上昇により、ウーバーやリフトなどの新しい形態のライドシェアリングや配車サービスが推進されたのと同じように、電気自動車、特に自動運転車の開発コストが高騰しているため、自動車メーカーは競合他社と提携して協力することを求めています。高価な研究開発。 アライアンスはその一例です。

注目すべき提携の 1 つは、フォードとフォルクスワーゲンの提携です。 2 つの自動車メーカーは、互いの強みを活用して自社の強みを強化し、研究開発投資を大幅に削減しています。 フォードとVWのプレスリリースによると、フォルクスワーゲンはフォードのArgo AIに投資しており、フォードはMEBとして知られるフォルクスワーゲンのモジュラー電動ツールキットを使用して、欧州事業向けに全く新しいバッテリー電気自動車を設計する予定だという。

フォードのジム・ハケット最高経営責任者（CEO）とフォルクスワーゲンのハーバート・ディース最高経営責任者（CEO）は、電気自動車と自動運転車に関する広範な協力により、各社が将来の開発コストを数億ドル削減し、それぞれが競合他社に遅れをとっている分野で追いつくことが約束されると発表した。自動車ニュース (参照)図8）。

フォードの未発売のBEVは、2023年からフォードの工場で生産される予定だ。

接合も行うスタンパーは、特に混合材料用途では非溶接接合を行う可能性が高くなります。

ほとんどの記事寄稿者は車体に刻印が継続されると考えていますが、車体の形状が変更される可能性があると考える人もいます。 ある自動車業界の専門家は、5月に開催されたGreat Designs in Steelカンファレンスで、消費者が車両の電動化の性質に注目したいと考えているため、ボディのスタイリングが変わる可能性があると述べた（図9を参照）。 これは、たとえば、照明されたフィーチャを意味する場合があります。

AVにエンジンとステアリングホイールがないことでインテリア構造が変わるだろうし、それはEVにも当てはまるかもしれない、と日本電産のシュワルツ氏は語った。 「EV自動車では、必要なスペースに応じて車両のアーキテクチャが変わる可能性があります。」 ボンネットは短く、内装は長め。

EVやAV用のインフラ開発の必要性は、市場機会ももたらす可能性があると業界関係者は推測している。 EVがゼロエミッション目標を達成するには、EV充電ステーションや再生可能エネルギーコンポーネントなどの補助部品が必要になります。

「埋めて」ではなく「差し込んで」ください。 充電ステーションなどの補助製品や、太陽エネルギーのカーポートなどの再生可能エネルギー源も同様に市場機会をもたらす可能性があります。

会田氏は、「長期的なビジョンでは、さまざまな種類のエネルギー源を使用する車両に対応するために、市場が要求するプレス部品に違いが出てくると予想しています。将来的には内燃機関部品の生産は減少し、車両 1 台あたりのプレス部品の数はおそらく変化するでしょう。しかし、ラミネートやバッテリー エンクロージャだけでなく、EV や他の代替エネルギーを搭載した車両に関連する他のアプリケーションにも、多くの機会があると考えています。たとえば、AIDA では、水素燃料電池技術用のセパレーターのスタンピングに対応できる特殊な高精度プレスの需要。

日本電産のシュワルツ氏は、「学習曲線に熱心に取り組み続けてください。スタンピング用途に最適で最も効率的な機器を探してください。日々の信頼性も重要な考慮事項である必要があります。」とアドバイスしました。

シューラーのリニッヒ氏は、「これが単なる嵐の通過だとは思わないでください」と申し出た。

AIDAの相田氏は「最終製品の要求が変化する中、付加価値のある製品で変化に対応できる革新性が求められており、これは大きなチャンスだと捉えている」と述べた。

AISI のホールは、自動車メーカーが行っているのと同じように、スタンピング メーカーが他のスタンパーと提携することを推奨しました。 「この業界で協力し、何が起こっているのかを知り、知ることが非常に重要だと思います。」 ホール氏は、AISIと自動車/鉄鋼パートナーシップは、スタンパーにこれらの新しい鋼材をスタンピングする最適な方法について無料のトレーニングを提供するだけでなく、さまざまなグレードや用語を理解するのに役立つだけだと付け加えた。 「利用できるリソースはたくさんあるので、すべてを自分でやろうとする必要はありません。

「私は前向きな変化として将来に目を向けています。新しい挑戦はあるでしょうが、それは将来に向けて追いつくことのほうが重要だと思います。」

スタンピング・イン・アン・EV ワールド・カンファレンス（2020 年 9 月 29 日、ミシガン州アナーバー）で、スタンピング製造業者と金属加工業者は、自動車メーカーやその他の自動車業界関係者（プレス OEM、材料サプライヤー、バッテリー OEM、すでにEV業界に製品を供給している主要なスタンピング層サプライヤーも含まれます。

このイベントに参加するプレス製造会社や金属加工会社のオーナーや経営陣、工場長、プレス監督者、エンジニアは時代の先を行く存在です。