E-mobilite Rehberi

E-mobilite için enjeksiyon kalıplama

Geniş tasarım yeteneklerimiz sayesinde, Rosti, büyüyen e-mobilite sektöründe seri üretim için karmaşık kalıplar ve kalıp içi özellikler geliştirme konusunda zorlu görevlerle karşılaştı.

Enjeksiyon kalıplama bu sektörde önemli avantajlar sunar ve elektrikli bisikletler, scooterlar, toplu taşıma araçları ve otomobiller için uygulama alanı bulur. Tekrarlanabilir, maliyet açısından verimli, hafif ve hızlı bir süreçtir; üretim kolayca artırılabilir veya azaltılabilir. Yüksek hacimli üretimde güvenilir kalite sağlamak için ideal özelliklerdir.

Modern batarya taşıyıcı

Modern batarya taşıyıcı, elektrikli araçlarda etkili ısı yönetimi için hayati bir unsur haline gelmiştir. Üreticiler, birden fazla bataryayı harici hava soğutmasına ihtiyaç duymadan serin tutma zorluğuyla karşı karşıyadır. Bu, batarya taşıyıcı içinde, soğutma sıvısının pil hücrelerinin içinden veya çevresinden geçmesine olanak tanıyan özel bir kanal yapısının uygulanmasına yol açmıştır. Rosti’nin ortak tasarladığı taşıyıcılarda ise geçici soğutma imkanı da sunan bir kanal yapısı bulunuyor.

Rosti, bu alanda OEM müşterileriyle birlikte paket çözümler sunuyor. Kendi bünyemizde bulunan, son teknoloji kalıp akış simülasyon yazılımımız sayesinde, müşterilerimizin fikirlerini kavramsal aşamadan gerçeğe dönüştürmelerine yardımcı olabiliyoruz. Elektrikli araç piyasasının gelecekteki ihtiyaçlarını karşılamak için yarım milyar taşıyıcıya ihtiyaç duyulacak. Rosti olarak, bu konuda öncülük etmekten büyük gurur duyuyoruz.

Aşağıda e-mobilite projelerimiz hakkında daha detaylı bilgi edinebilir veya bu teknik raporu indirebilirsiniz.

Seri üretim e-mobilite uygulamaları için enjeksiyon kalıplamanın neden mükemmel bir çözüm sunduğu

E-mobilitenin hızlı gelişimini yönlendiren çeşitli faktörler bulunmaktadır; bunların başında devlet mevzuatı ve çevresel baskılar gelir. Ayrıca, küresel ticari elektrikli araç pazarının bileşik yıllık %39,9 büyüme oranıyla – 2017’de 125.212 birimden 2025’te 1.831.865 birime çıkacağı öngörülüyor – e-mobilite araştırma ve geliştirmeleri benzeri görülmemiş bir hızda ilerliyor.

Geleneksel içten yanmalı motor teknolojisiyle çalışan araçlar, piyasadaki yerini kaybederken; günümüzün OEM’leri, hafif, orta ve ağır hizmet e-mobilite pazarlarında yeni platformlar geliştiriyor. Bu platformların, daha geleneksel rakipleriyle aynı performans seviyelerini yakalaması bekleniyor. Ancak tek zorluk bu değil; bugünün yeni teknolojilerle yapılan düşük hacimli prototip üretiminden, yarının seri üretim ihtiyaçlarına geçişi sağlamak da bir o kadar zorlu olacak.

Rosti hâlihazırda e-mobilite/batarya pazarında aktiftir ve dünyaca ünlü bazı OEM’lerle, mevcut üretim zorluklarını doğrudan aşmak için kanıtlanmış üretim tekniklerini kullanma konusunda çalışmaktadır. Bu zorluklardan biri de e-mobilite platformlarında kullanılan batarya paket taşıyıcılarıdır. Batarya teknolojisi, araçların daha uzun süre çalışmasını sağlamada kilit rol oynuyor ve mütevazı olmayan batarya taşıyıcı bu süreçte büyük bir görev üstleniyor. Bu makalede, Rosti’nin Teknik Direktörü Tony Austin, batarya teknolojisiyle ilgili endişeleri tartışıyor ve OEM’lerin üretimde enjeksiyon kalıplamayı neden tercih etmesi gerektiğini vurguluyor.

Batarya taşıyıcısının geçmişten bugüne rolü

Herhangi bir geleneksel ICU tahrikli aracın kaputunun altına bakarsanız, batarya taşıyıcısının oldukça cansız bir nesne olduğunu görürsünüz. Genellikle metalden üretilen bu parça, geleneksel kurşun-asit bataryayı desteklemek ve olası bir çarpma durumunda bir miktar koruma sağlamak için bir platform görevi görmüştür. Ancak, e-mobilite araçları gelişmeye devam ettikçe, batarya sistemin adeta yaşam kaynağı haline gelmiştir.

Hem araç güvenilirliği hem de menzili, kullanılan batarya teknolojisine bağlıdır ve bu nedenle batarya performansına yönelik tehditler, örneğin sıcak iklimler, etkisiz hale getirilmelidir. Temelde ortam sıcaklığındaki bir artış, e-mobilite bataryasının ömründe bir azalma anlamına gelir; bataryalar ne kadar sıcak olursa, kimyasal reaksiyonlar o kadar hızlı gerçekleşir ve batarya o kadar hızlı boşalır.

Bağımsız testler, bir bataryanın kendi kendine boşalma oranının, sıcaklık her 10°C arttığında iki katına çıktığını göstermiştir. Ayrıca, bataryaların aşırı ısınmaktan korunması da son derece önemlidir; çünkü bu en kötü senaryodur ve hızlı bir şekilde hasara yol açar.

21. yüzyıl batarya taşıyıcısına geçiş

Modern batarya taşıyıcı, etkili ısı yönetimine geçişte hayati bir unsur haline gelmiştir ve e-mobilite OEM’leri, birden fazla bataryayı eski geleneksel hava soğutmaya alternatif olarak nasıl serin tutabileceklerine bakıyor. Bu, taşıyıcı bileşende, soğutma sıvısının hücrelerin içinden ya da çevresinden geçmesine olanak sağlayan özel bir kanal yapısının uygulanmasına yol açıyor. Dahası, bu kanal yapısı geçici soğutma imkanı da sunuyor.

Rosti, bu alanda OEM müşterileriyle birlikte paket çözümler sunuyor. En yeni batarya taşıyıcı tasarımları çoğunlukla oldukça karmaşık yapıya sahip; bu da, geleneksel üretim teknikleriyle – örneğin CNC işleme veya presleme ile – bitmiş bir bileşen elde etmeyi her zaman mümkün kılmıyor. Ayrıca, geleceğin devrim niteliğinde teknolojisi olarak görülen 3D baskının da gereken sermaye yatırımı açısından bazı dezavantajları bulunuyor. Yüksek hacimli üretim taleplerini karşılayamaması da cabası. Peki, alternatif ne?

Elektrikli araç batarya taşıyıcıları için enjeksiyon kalıplama

Enjeksiyon kalıplama sürecinde, kaynak malzeme eritilir ve yüksek basınç altında bir kalıba enjekte edilir. Parça, kalıp içinde soğutulur ve çıkarılır, ardından süreç tekrar başlar. Ancak, enjeksiyon kalıplama elektrikli araç batarya taşıyıcıları için kullanılacak en uygun üretim yöntemi midir? Rosti, yıllardır birden çok pazarda birçok OEM tarafından, batarya taşıyıcılarının e-mobilite uygulamalarında muhtemelen gerekecek kalıp içi birçok özelliğe sahip, karmaşık kalıplar tasarlaması için zorlandı. Örneğin, Rosti soğutma kanallarını kalıplamanın ayrılmaz bir parçası haline getirebilir. Rosti, şirket içi, son teknoloji kalıp akışı simülasyon yazılımı kullanarak, fikirleri ilk tasarımdan gerçeğe dönüştürebilir ve bir geçişte 21. yüzyıl batarya taşıyıcısından beklenen tüm özellikleri içeren bir parça üretebilir.

Yine de enjeksiyon kalıplama, batarya taşıyıcı uygulamaları için kesinlikle doğru üretim yöntemi mi? Bu ikileme başka bir açıdan bakmak gerekirse, ihtiyaç duyulan potansiyel hacimleri düşünmek faydalı olacaktır. Eğer e-mobilite, öngörülen birim sayısına erişirse, üretim hacimleri gerçekten çok yüksek olacaktır. Bu rakama ayrıca ihtiyaç duyulacak yedek batarya paketlerinin – ve dolayısıyla taşıyıcılarının – büyük sayısı da eklenmeli; diğer pazarlar için gereken güç kaynaklarını da unutmamak gerekir.

Rosti, CNC işleme veya 3D baskının bu yüksek hacimlerle başa çıkamayacağını ve bu süreçlerin OEM’ler tarafından talep edilen parça başına hedef maliyetleri karşılamayacağını öngörüyor. Bunun yerine, tekrarlanabilir, maliyet etkin ve hızlı, aynı zamanda yapısal sağlamlık sunan bir sürece ihtiyaç var. Tam da burada, enjeksiyon kalıplamanın önemli avantajlar sunduğu – özellikle de üretim ölçeğini ihtiyaca göre artırabilmesi – öne çıkıyor.

Gerçekten de enjeksiyon kalıplama için başlangıç maliyeti, kalıp ihtiyacı nedeniyle bazen biraz yüksek olabilir; ancak mühendislik avantajları ve ölçek ekonomileri dikkate alınmalıdır. Başlangıç maliyeti amorti edildikten sonra, enjeksiyon kalıplama ile birim başına maliyet oldukça rekabetçidir. Ayrıca süreç oldukça tekrarlanabilirdir; yüksek hacimli üretimde marka tutarlılığı ve parça güvenilirliği sağlamak istendiğinde bu önemli bir özelliktir. Bir başka avantaj ise, enjeksiyon kalıplama ile braketler gibi yardımcı parçaları entegre etme imkânı sayesinde, gerekli parça sayısının azaltılabilmesidir. Bu tür tasarım özgürlüğünün, malzeme listesi ve üretim montaj sürelerinde bariz avantajları vardır.

Enjeksiyon kalıplama doğru malzemeleri sunuyor mu?

Bu uygulamada kilit nokta, projenin ilk gününden itibaren hammadde üreticisini sürece dahil etmektir. Örneğin, batarya taşıyıcı uygulamalarında ağırlığın azaltılması büyük bir gerekliliktir; batarya hücresinin ağırlığını azaltmak bir seçenek değildir, bu nedenle taşıyıcı hafifletilmelidir. Enjeksiyon kalıplı çözümler, geleneksel metal taşıyıcılara göre daha hafif bir alternatif sunar; peki bu parçalar, bataryayı hem destekleyecek hem de dış etkenlere karşı koruyacak gücü sağlayacak mı? Rosti’nin hammadde üreticileriyle yaptığı kapsamlı danışmalar, ince ama sağlam duvar yapısı gereksinimlerinin tümünü karşılayacak doğru malzeme bileşiminin kullanılmasını sağlar. Ayrıca, belirlenen malzeme daima UL-94VO yanmazlık standartlarını karşılar ve böylece uygulama içi mevzuat uyumluluğu konusunda güven sağlar.