Hafif, Hızlı, Güçlü: Çelikten Alüminyuma Dönüşüm

Elektrikli araçların hayatımıza girmesiyle beraber otomobil üreticileri araç parçası için alüminyum kullanmanın avantajlarından faydalanabilir. Alüminyum kullanımının sağladığı hafifliğin elektrikli araçlarda ekstra menzil olarak geri dönmesinden dolayı önümüzdeki yıllarda araçlarda alüminyum kullanımının da artması beklenmektedir. Alumobility ile Hyundai Motor Avrupa’nın yapmış olduğu çalışma ile Genesis GV70 EV SUV çelik yoğun gövdenin teorik olarak tamamen alüminyum gövdeye dönüştürülmesini sağladı. Sonuçlarına bakmadan önce Ducker raporuna göre, önümüzdeki yıllarda otomotivlerde alüminyum kullanımının nereye varacağı konusundaki öngörü çalışmasına göz atmakta fayda var.

Ducker araştırma şirketinin hazırlamış olduğu “Light Vehicle Aluminum Content and Outlook Study” adlı çalışmada otomotivlerde kullanılacak alüminyum ürün sayısına ait öngörüler mevcut.

Çalışmaya göre, 2020 – 2030 yılları arasında levhadan üretilen ürün çeşitliliğinde;

Termal yönetim ürünlerinde %47’lik artış

BIW ürünlerinde %26 artış

Hareketli parçalarda %33 artış

Elektrikli araçlara özel parçalarda %1100 artış öngörülmektedir.

Levha ürünlerdeki kilit ürün grupları ise batarya taşıyıcıları, kapı ve kaput olarak ön plana çıkmaktadır.

Yine çalışmaya göre, 2020 – 2030 yılları arasında dökümden üretilen ürün çeşitliliğinde;

Güç ünitesi ürünlerinde %42’lik düşüş

Aktarma ürünlerinde %45’lik düşüş

Termal yönetim ürünlerinde %25’lik artış

BIW ürünlerinde %110’luk artış,

Şasi ürünlerinde %92’lik artış,

EV özel ürün gruplarında %900’lük artış öngörülmektedir.

Döküm ürünlerdeki kilit ürün grupları ise “EV Motor Housing”, “EV Inventer/Conventer”, “Megacasting” ürünleri, Jant ve “Shock Tower” olarak karşımıza çıkmaktadır.

 

Çalışmaya göre, 2020 – 2030 yılları arasında ekstrüzyondan üretilen ürün çeşitliliğinde;

Termal yönetim ürünlerinde %27’lik düşüş

BIW ürünlerinde %131’lik artış

Şasi ürünlerinde %50’lik artış

EV özel ürünlerde %1450’lik artış dikkati çekmektedir.

Ekstrüzyon ürün gruplarında ön plana çıkan ürünler; batarya taşıyıcıları, “Sill”, “Rocker”, “Crash Management” ve “Door Beam” ürünleri olarak öne çıkmaktadır.

Alüminyumun araç başına kullanımının artma beklentisiyle beraber OEM’ler alüminyumun çeliğe karşı avantajları konusunda da çalışmalar yapılmıştır. Alumobility ile Hyundai arasında yapılan çalışmaya göre, alüminyum kullanımında çelik referans parçalara kıyasla %40 ağırlık tasarrufu sağlanırken; parça sayısı, bağlantılar, bağlantı tipleri, ölçü ve sınıf karmaşıklığı önemli ölçüde azaltıldı. Aynı zamanda, tüm parçalarında alüminyum kullanımı ile GV70 EV, referans gövdenin güvenlik ve sertlik performans özelliklerinin korunduğu ve beklentileri aştığı belirtildi.

Çelik yoğunluğuna sahip Genesis GV70 EV, 385 kg ağırlığında karma malzemeli bir gövde yapısına sahip. Yapılan çalışmada 285 kg çelik, 171 kg alüminyuma dönüştürülerek bu değiştirilen parçalar için %40 ağırlık azaltımı elde edilmiştir. Bu süreçte, aynı veya daha iyi BIW performansı elde etmek amacıyla sertliği (yapı ve dış yüzey) ve mukavemeti (burkulma ve çarpma/ezilme) korumak için standart ölçü ve sınıf dönüşümü uygulanmıştır.

Ek olarak, çalışmada bağlantı noktalarını azaltma yöntemleri uygulayan ekip, aynı parça sayısı için referans araçta 6.381 olan nokta bağlantı sayısını, ilk konsept aşamasında 5.267’ye düşürmeyi başardı.

Yapılan çalışmada sonuç olarak; alüminyum GV70 EV gövdesi, çelik referans parçalara göre %40 ağırlık azaltımı sağlamış ve tüm çarpışma yükü durumlarında eşit veya daha iyi performans göstermiştir. Doğru kullanımda alüminyum çeliğe göre kg başına daha fazla enerji emebilmektedir. Ağırlık tasarrufu ve enerji emilimi, üstün NVH (gürültü, titreşim ve sertlik) performansı ve alüminyum için optimize edilmiş tasarım sayesinde, daha az parça ve bağlantı ile üretim karmaşıklığı da azaltılmış oldu.

Yeşilova Holding olarak, otomotiv endüstrisinde uzmanlaşmış bir alüminyum şirketi yapımızla, araç üreticilerine uçtan uca çözümler sunuyoruz. Ar-Ge ve mühendislik kabiliyetimiz ile çelikten alüminyuma geçişteki tüm ihtiyaçlarınız ve sorularınız için isgelistirme@yesilova.com.tr adresine e-posta gönderebilirsiniz.

Kaynaklar:

Light Vehicle Aluminum Content and Outlook Study – Ducker

An Aluminum Makeover for the Genesis GV70 EV Body – Alumobility

 

Yazan: Yeşilova Holding – İş Geliştirme Uzmanı Şevki Sakaldaş