Водена от целите за глобална въглеродна неутралност и технологичните иновации, бързото разрастване на индустрията за превозни средства с нови енергийни източници (NEV) значително увеличи търсенето на високоефективни материали като инструментална стомана . Тази сплав, известна с високата си твърдост, износоустойчивост и термична стабилност, играе незаменима роля в производството на ключови компоненти за превозни средства с нови енергийни източници. Тази статия предоставя задълбочен поглед върху основните фактори, които обуславят това търсене, и тяхното въздействие върху индустрията.
Разширяване на капацитета и нужди от производство на матрици
Тъй като Китай доминира в производството и потреблението на превозни средства с нова енергия, световният пазар на превозни средства с нова енергия преживява експлозивен растеж. Очаква се глобалните продажби да надхвърлят 16.5 милиона бройки до 2025 г. Това мащабно развитие поставя по-високи изисквания за масовото производство на щамповани форми за каросерии, корпуси на батерии и структурни части – GAC, BYD и други автомобилни компании се нуждаят от издръжливи форми, за да осигурят ефективност и точност в масовото производство при разширяване на производствените линии. Способността на инструменталната стомана да издържа на високи натоварвания по време на многократни цикли на щамповане я прави основен материал за такива приложения, особено когато се работи със сложно повърхностно формоване и обработка на високоякостни стоманени плочи.
Напредъкът в технологията на батериите
Разработването на нови батерийни системи, като например твърдотелни батерии, постави по-висок стандарт за точността на производствените процеси. Процесът на подготовка на твърд електролит и ламиниране на електродите изисква специални режещи инструменти и форми, за да се гарантира точност на размерите и управление на температурата. Компании като GAC и SAIC планират да пуснат на пазара модели твърдотелни батерии след 2025 г., което допълнително ще стимулира търсенето на висококачествени инструментални решения. Освен това, обработката на прецизни компоненти на критични за енергийната ефективност компоненти, като системи за управление на батерии (BMS) и инвертори на мощност, също разчита на инструментални стоманени материали с висока точност на допуските и дълъг живот.
Предизвикателствата при обработката на леки и високоякостни части
За да се подобри пробегът и енергийната ефективност, новите енергийни превозни средства все по-често използват леки материали като високоякостна стомана и алуминиеви сплави. Дизайнът на купето на Polkrypton 001 и структурната оптимизация на електрическия автомобил Chevrolet изискват прецизни форми за оформяне на тези материали, като същевременно се взема предвид издръжливостта. Отличната износоустойчивост на инструменталната стомана не само удължава експлоатационния живот на формата, но и осигурява постоянство на частите в масовото производство, ефективно намалява разходите за престой, причинени от загуба на форма, и се превръща в ключова техническа поддръжка за решаване на проблема с обработката на леки материали.
Изисквания за прецизност при производството на двигателна и силова електроника
Електрическата задвижваща система разчита на прецизни компоненти като ротори, статори и охлаждащи плочи, а основният компонент, главният инвертор, трябва да работи ефективно при високи топлинни натоварвания, което поставя строги изисквания към топлоустойчивите форми и режещи инструменти. Японски автомобилни компании като Toyota и Honda ускориха процеса на електрификация и техните производствени линии за двигатели поставиха по-строги стандарти за показателите за производителност на инструменталната стомана, като например запазване на твърдостта при висока температура. Особено при високоскоростна обработка на двигатели, съпротивлението на умора на инструменталната стомана влияе пряко върху точността на компонентите и след това е свързано със стабилността на изходната мощност на цялото превозно средство.
Тенденцията на прецизност на интелигентното производство и интеграцията на сензори
Популярността на автономното шофиране и интелигентните кабини доведе до търсене на сложни метални компоненти, като например стойки за лидари и радиатори за AI чипове. В случая с Tesla Model Y, високопрецизните щамповани части, необходими за неговата усъвършенствана електронна система, разчитат на форми от инструментална стомана, за да се постигне микронна точност на обработка. Тази тенденция е в съответствие с въздействието на „атрибута на чара“ върху пазарната конкурентоспособност в модела на Кано – реализацията на интелигентни функции зависи по същество от прецизния производствен процес, а инструменталната стомана е основният материал, който поддържа това прецизно производство.
Бъдещи тенденции и пазарни перспективи
До 2025 г. се очаква пазарът на инструментална стомана за превозни средства с нови енергийни източници да нараства с темп от 15%-20%. Търсенето на висококачествени сплави (като високовъглеродна и високохромова, бързорежеща инструментална стомана ) ще се подобри значително поради нарастващото търсене на износоустойчивост и термична стабилност. Развитието на технологията за водородни горивни клетки може да разшири сценариите на приложение на инструменталната стомана, а изискванията за устойчивост на корозия при обработката на компоненти ще стимулират иновациите във формулировките на материалите. Задълбочаването на междуиндустриалното сътрудничество между GAC и Huawei ще насърчи иновациите в производствените процеси и ще подчертае допълнително стратегическата стойност на инструменталната стомана в модерното производство.
Експертно мнение:
„ От моя гледна точка, начинът, по който се използват новите инструментални стомани в производството на превозни средства с нова енергия (NEV), е основен повратен момент за автомобилната индустрия. Виждам, че това не е просто необходимост от повече материали. Видовете необходими материали се променят драстично. Според мен настоящите инструментални стомани достигат своите граници. Това ни принуждава да намерим нови начини за работа с метали.“
В моето проучване открих, че инструменталните стомани с високо съдържание на ванадий и добавен кобалт са много подходящи за изработка на части за батерии за електрически превозни средства. Моите открития показват, че те могат да издържат до 40% по-дълго от стандартните видове. Вярвам, че за производителите изборът на материали е нещо повече от просто технически избор. Това е начинът, по който могат да изпреварят конкурентите си.
Препоръчвам на производителите да инвестират в тези по-добри инструментални стомани сега. Това ще им даде големи производствени предимства с нарастването на пазара на електрически превозни средства. Въз основа на моя опит, оформянето на здрави материали, за да се направят превозните средства по-леки, е много трудно. Поддържането на точни форми при производството на големи количества е огромно предизвикателство. Това показва защо новите идеи в металознанието са ключови. Те тихо правят възможна голямата промяна в електрическите автомобили.
———— Д-р Майкъл Джанг , главен металург в Института за съвременни материали и бивш директор на научноизследователската и развойна дейност в ThyssenKrupp с над 20 години опит в разработването на високоефективни сплави
Заключение
Разрастването на пазара на превозни средства с нова енергия, технологичният прогрес и преплитането на целите за устойчиво развитие превърнаха инструменталната стомана във важен крайъгълен камък на индустриалното развитие. Производителите, които се фокусират върху високопроизводителни инструментални решения, ще имат предимство в надпреварата за посрещане на високите изисквания на следващото поколение превозни средства. За участниците в индустрията увеличаването на инвестициите в научноизследователска и развойна дейност на висококачествена инструментална стомана и установяването на тясно сътрудничество с доставчиците на материали е ключът към овладяването на тази бурно развиваща се пазарна възможност.