E-mobilite Rehberi

E-mobilite için enjeksiyon kalıplama

Geniş tasarım yeteneklerimiz sayesinde, Rosti hızlı büyüyen e-mobilite sektöründe seri üretim için karmaşık kalıplar ve kalıp içi özellikler geliştirme konusunda zorlukları başarıyla aştı.

Enjeksiyon kalıplama, bu sektörde elektrikli bisikletler, scooterlar, toplu taşıma araçları ve otomobiller için önemli avantajlar sunar. Tekrarlanabilir, maliyet etkin, hafif ve hızlı bir süreçtir; üretim kolayca artırılıp azaltılabilir. Bu özellikler, yüksek hacimli üretimde güvenilir kaliteyi sağlamak için idealdir.

Modern batarya taşıyıcı

Modern batarya taşıyıcı artık elektrikli araçlarda etkili ısı yönetiminin hayati bir bileşeni. Üreticiler, zorunlu hava soğutmasına başvurmadan birden fazla bataryayı serin tutmak gibi bir sorunla karşı karşıya. Bu da taşıyıcının içerisinde, soğutucu sıvının batarya hücrelerinin içinden veya etrafından akmasına imkân veren özel bir kanal yapısının getirilmesine yol açtı. Rosti’nin ortak tasarladığı taşıyıcılarda ayrıca geçici soğutma sağlayan kanal yapısı da bulunuyor.

Rosti, bu alanda OEM müşterileriyle iş birliği yaparak paket çözümler sunuyor. Şirket içi, son teknoloji kalıp akış simülasyon yazılımımız ile, müşterilerimizin fikirlerini gerçeğe dönüştürmelerine yardımcı oluyoruz. Elektrikli araç pazarının gelecekteki taleplerini karşılamak için yarım milyar taşıyıcıya ihtiyaç duyulacak. Rosti olarak, öncülük etmekten büyük gurur duyuyoruz.

Aşağıda e-mobilite projelerimiz hakkında daha fazla bilgi okuyabilir veya bu teknik raporu indirebilirsiniz.

Neden enjeksiyon kalıplama, e-mobilite uygulamalarının seri üretiminde mükemmel çözümdür?

E-mobilitenin hızla gelişmesinde birçok faktör etkili; bunlar arasında başta devlet düzenlemeleri ve çevresel baskılar geliyor. Ayrıca, küresel elektrikli ticari araç pazarının yıllık bileşik büyüme oranının %39,9 olacağı—2017’de 125.212 adetten 2025’e kadar 1.831.865 adete yükseleceği—tahmin ediliyor, bu da e-mobilite Ar-Ge’sinin gelişmesini benzeri görülmemiş şekilde hızlandırıyor.

Günümüzdeki OEM’ler, araçları çalıştırmak için kullanılan geleneksel içten yanmalı motor teknolojisinin yerini alacak yeni platformlar geliştiriyor ve bunlar hafif, orta ve ağır hizmet tipi e-mobilite pazarlarında kullanılıyor. Bu platformların, geleneksel muadilleri kadar iyi performans göstermesi bekleniyor. Fakat bu tek zorluk değil; prototip üretimi için hâlâ kullanılan yeni teknolojilerden, geleceğin seri üretim ihtiyaçlarına geçiş de en az diğerleri kadar zor.

Rosti halihazırda e-mobilite/batarya pazarında yer almakta ve dünyanın önde gelen OEM’leriyle birlikte, kanıtlanmış üretim tekniklerini kullanarak bugünün üretim zorluklarını doğrudan çözmektedir. Bu zorluklardan biri, e-mobilite platformlarında kullanılan batarya taşıyıcılarıdır. Batarya teknolojisi, araçların daha uzun süre çalışmasını sağlamak için anahtar niteliğindedir ve göründüğü kadar basit olmayan batarya taşıyıcı da burada önemli rol oynar. Bu makalede Rosti Teknik Direktörü Tony Austin, batarya teknolojisiyle ilgili sorunları ele almakta ve enjeksiyon kalıplamanın, üretim süreci olarak OEM’ler için neden en iyi tercih olması gerektiğini açıklamaktadır.

Batarya taşıyıcının rolü: geçmiş ve bugün

Geleneksel bir içten yanmalı motorlu aracın kaputunun altına baktığınızda batarya taşıyıcının oldukça durağan bir parça olduğunu görürsünüz. Genellikle metalden yapılan bu parça, esas olarak geleneksel kurşun-asit bataryayı desteklemek ve olası bir darbede koruma sağlamakla görevliydi. Fakat e-mobilite araçları geliştikçe batarya sistemi de adeta kalbi oldu.

Hem aracın güvenilirliği hem de menzili kullanılan batarya teknolojisine bağlıdır. Bu yüzden, sıcak iklimler gibi batarya performansını tehdit eden her şey ele alınmalıdır. Temelde ortam sıcaklığının artması, e-mobilite bataryasının ömrünü kısaltır: Bataryalar ne kadar sıcak olursa kimyasal reaksiyonlar o kadar hızlanır ve batarya daha çabuk deşarj olur.

Bağımsız testler, bir bataryanın kendi kendine deşarj hızının, sıcaklık her 10°C arttığında iki katına çıktığını göstermiştir. Bataryaları aşırı ısınmadan korumak da hayati önem taşır; çünkü bu en kötü senaryodur ve hızla zarar verebilir.

21. yüzyıl batarya taşıyıcısıyla tanışın

Modern batarya taşıyıcı, artık etkili ısı yönetiminde kilit bir unsur haline geldi ve e-mobilite OEM’leri birden fazla bataryayı soğutmak ve geleneksel zorunlu hava soğutmasından uzaklaşmak için yeni yollar arıyor. Bu da taşıyıcı içinde, soğutucu sıvının hücrelerin içinden veya çevresinden akmasına izin veren özel bir kanal yapısının getirilmesine yol açtı. Ayrıca, bu kanal yapısı geçici (transient) soğutmaya da olanak sağlıyor.

Rosti, bu alanda OEM müşterileriyle paket çözümler sunmak üzere iş birliği yapıyor. En yeni batarya taşıyıcı tasarımları genellikle oldukça karmaşık olup, geleneksel üretim yöntemleri (CNC işleme veya presleme gibi) ile bitmiş bir parça üretmeyi zorlaştırıyor. Ayrıca 3D baskı—geleceğin büyük bir atılımı olarak görülse de—halen gereken sermaye yatırımı açısından sınırlamalar taşıyor. Ayrıca sektörün yüksek hacimli üretim talebini karşılayamıyor. Peki, alternatif ne?

Elektrikli araç batarya taşıyıcıları için enjeksiyon kalıplama

Enjeksiyon kalıplama sürecinde, hammadde eritilir ve yüksek basınç altında bir kalıba enjekte edilir. Parça kalıp içinde soğutulur ve ardından proses yeniden başlamadan önce kalıptan çıkarılır. Peki enjeksiyon kalıplama, elektrikli araç batarya taşıyıcıları için en iyi üretim yöntemi midir? Rosti, yıllardır çok çeşitli pazarlardaki birçok OEM’den, kalıp içinde birçok özelliği barındıran karmaşık kalıplar tasarlaması yönünde sürekli taleplerle karşılaşmaktadır; bu, e-mobilite uygulamalarında kullanılacak batarya taşıyıcıları için neredeyse kesinlikle ihtiyaç duyulacak bir uzmanlıktır. Örneğin Rosti, soğutma kanallarını kalıplamanın entegre bir parçası olarak tasarlayabilir. Rosti, kendi bünyesindeki son teknoloji kalıp akış simülasyon yazılımı ile fikirleri konseptten gerçeğe taşıyabilir; 21. yüzyıl batarya taşıyıcısı için gerekli tüm özelliklere sahip bir parçayı tek seferde üretebilir.

Ancak tekrar sormak gerekir ki, enjeksiyon kalıplama gerçekten de batarya taşıyıcı uygulamaları için doğru üretim metodu mu? Bu soruya yaklaşmanın bir diğer yolu da gerekli olabilecek potansiyel üretim hacimlerini göz önünde bulundurmaktır. Eğer e-mobilite, birim tahminlerine göre tam potansiyeline ulaşırsa, üretim hacimleri son derece yüksek olacaktır. Bu sayı, ihtiyaç duyulacak büyük miktardaki yedek batarya paketlerini—dolayısıyla taşıyıcıları—ve diğer pazarlar için gereken güç kaynaklarını da içermelidir.

Rosti, CNC işleme veya 3D baskının bu kadar büyük hacimleri karşılayamayacağını veya OEM’lerin beklediği hedef parça maliyetlerini sunamayacağını öne sürüyor. Bunun yerine, yapısal sağlamlık sunan, tekrarlanabilir, maliyet etkin ve hızlı bir süreç gereklidir. İşte burada enjeksiyon kalıplamanın önemli avantajları ortaya çıkar; ihtiyaca göre ölçeklenebilir üretim imkânı da dahil.

Enjeksiyon kalıplamanın ilk yatırım maliyetleri, kalıp gereksinimleri nedeniyle bazen biraz yüksek olabilse de, mühendislik avantajları ve ölçek ekonomileri mutlaka değerlendirilmelidir. Başlangıç maliyetleri amorti edildikten sonra, enjeksiyon kalıplama ile birim başına maliyet oldukça rekabetçidir. Ayrıca bu süreç oldukça tekrarlanabilirdir; yüksek hacimli üretimde marka tutarlılığı ve parça güvenilirliği hedeflendiğinde bu oldukça değerlidir. Bir diğer avantaj da, enjeksiyon kalıplamanın, braket gibi ek bileşenlerin entegre edilmesine izin vermesi sayesinde, ihtiyaç duyulan toplam parça sayısını azaltabilmesidir. Bu tasarım özgürlüğü, malzeme listesini olumlu etkiler ve üretim montaj süresini kısaltır.

Enjeksiyon kalıplama doğru malzemeleri sunuyor mu?

Bu uygulama için, projenin ilk gününden itibaren hammadde üreticisinin sürece dahil edilmesi şarttır. Örneğin, batarya taşıyıcı uygulamalarında ağırlığı azaltma ihtiyacı büyüktür; çünkü batarya hücrelerinin hafifletilmesi mümkün olmadığına göre, taşıyıcının kendisinin hafifletilmesi gereklidir. Enjeksiyon kalıplama çözümleri, geleneksel metal taşıyıcılara göre daha hafif bir alternatif sunsa da, bu parçalar bataryayı taşıyacak ve dış etkenlerden koruyacak sağlamlığa sahip olacak mı? Rosti’nin hammadde üreticileriyle yürüttüğü kapsamlı danışmalar, ince ama sağlam duvar yapısına sahip olması gereken tüm gereksinimleri karşılayan doğru malzeme bileşiminin kullanılmasını sağlar. Ayrıca, belirlenen malzeme her zaman UL-94VO alev dayanımı standardını karşılar ve uygulamada yasal uygunluk güvencesi sunar.