Sergio Orden. Material arinen eta HPDC teknologien ikertzailea.
GLOBAL GIGA-CASTING CONGRESS elkitaldiak (Kassel, Alemania) automobilgintzaren sektoreari zuzenean eragiten dion teknologia iraultzaile honen arloan izandako aurrerapen nagusiak bildu berri ditu. AZTERLANeko HPDC galdaketan eta material arinetan adituak Mega- eta Giga-casting-en garapenari lotutako joera eta alderdi tekniko nagusiak azaltzen ditu, nahiz eta, “oraingoz, ez dauzkaten epe laburrean sendotzeko behar diren oinarri sendoak”.
Zeintzuk dira Mega-casting eta Giga-casting osagarri eta teknologien garapenaren inguruko gako nagusiak?
Hain teknologia disruptiboa izanik, eta automobilen diseinuarengan eta fabrikazioarengan duten inpaktu-mailagatik, Mega- eta Giga-Castingek hainbat garapen-esparru dituzte zabalik: merkatua, metalurgia, iraunkortasuna, fabrikazioa, … Guztiak garrantzi handikoak.
Argi dago automobil-industriak aurrera egiten jarraitzen duela Mega- eta Giga-casting-etarantz, baina abiadura desberdinetan, OEMen edo eremu geografikoaren arabera estrategia desberdinak planteatzen baitira. Alde horretatik, Europako, Amerikako eta Asiako industriaren arteko aldeak nabariak dira. Industriak teknologia horren lekua zein den aztertzen eta eztabaidatzen jarraitzen du, eta inplikatutako eragile guztiok teknologia horren inpaktua eta sartzeko gaitasuna dimentsionatzen saiatzen jarraitzen dugu, baita lurralde bakoitzean dagoen automobil-industriarentzat izango duen eragin-maila ere.
Zalantzarik gabe, Asia ahalegin handia egiten ari da Giga-castingak sendotzeko, azpiegiturei dagokienez apustu oso gogorrak eginez eta automobilak diseinu-fasetik bertatik teknologia horrekin planteatuta. Bestalde, Amerikak, batez ere AEBk, erdibidean jarraitzen du. Jakina, hor dugu Tesla, nolabait, unboxed process ideiaren (muntaketa-metodologia zeina ekoizpen-lerroaren amaieran lotzen diren muntaia modularrak egitean datzan, muntaketa-linea konbentzionalen bidez egin beharrean) ideiaren “aita”, Giga teknologia bultzatzea ekarri duena. Marka ezagun horretatik abiatuta, Amerikako eta Japoniako OEMak ere ageri dira, beren etorkizuneko estrategietan Giga-castinga sartzen dutenak.
Azkenik, Europa da uzkurrena edo zuhurrena. Errezelo horren atzean, teknologia horren ezarpenaren inbertsio-kostu handia ez ezik, mota horretako piezak lehendik dauden muntaketa-lerroetan integratzeko zailtasuna dago. Gainera, funtsezko beste oztopo batzuk aipatu behar dira, hala nola Europan automobil-industriaren etorkizunari buruzko ziurgabetasuna eta Giga-casting eta Mega-casting teknologiaren bideragarritasunari buruzko ziurgabetasuna. Europan eta Amerikan ez bezala, Txinaren kasuan automobil-marka berriek garatutako ibilgailu elektrikoen hazkundearekin eta unboxed process estrategian oinarrituta sortu diren mihiztatze-planta berrien eraginez indartu da Giga-casting-en hazkundea. Herrialde honek inbertsio maila oso altua behar izan du, bai OEMek bai TIER1 hornitzaileek egina, gobernuak ibilgailu elektrikoa bultzatzeko egin duen apustuan oinarrituta.
Hala ere, garrantzitsua da azpimarratzea, egia esan, munduan ez dagoela horrelako piezak sortzeko gai den makina kopuru handirik, eta horien ekoizpen-ahalmena ere mugatua dela. Beraz, oraindik asko dago definitzeko, eta teknologia eta azpiegiturak ez daude oraindik prest ekoizpen masibora jauzi egiteko.
Ikuspuntu teknikotik, zeintzuk dira automobilgintzan Giga- eta Mega-casting teknologiak bultzatzeko alor kritikoenak?
Aipatu bezala, Giga-casting teknologiaren jatorrian dagoen kontzeptua unboxed process da, funtsean, autoaren zati handi bat, egitura, pieza bakarrean egiten saiatzen dena, ibilgailuaren osagai- eta lotura-puntu kopurua txikituz eta, ondorioz, muntaia-prozesua azkartuz eta ibilgailuaren pisua murriztuz. Horrez gain, berebilen diseinu eta industrializazio prozesuei dagozkien denborak ere asko murrizten dira.
Egia esan, Giga-casting-ez hitz egiten denean, batez ere, hiru piezaz ari gara: Rear underbody, Battery frame eta Front underbody. Segurtasunerako funtsezko funtzioa duten egiturazko piezak dira. Horregatik, nolabaiteko deformagarritasuna eskatzen zaie, inpaktua xurgatzeko eta bidaiarien segurtasuna bermatzeko gai izan daitezen. Hala ere, hautatutako mihiztatze-metodoaren arabera, deformagarritasun handiagoa ere behar da. Orain arteko produktu estrukturalen familia hau AlSi10MnMg aleazioarekin estaltzen zen nagusiki… Giga- erako osagarrietarako eraldaketa honekin, silizio kantitate txikiagoko aleazio honen beste aldaera batzuk sartzen dira jokoan, osagaiaren deformagarritasuna hobetzeko.
Tamaina handiko osagai horien ekoizpenean, halaber, tratamendu termikoa ezabatu nahi da. Izan ere, kostu handia izateaz gain, arazo iturri gisa ikusten baita tratamendu termiko horretan gerta daitezkeen deformazio eta distortsioengatik, eta, ondorioz, perdoietan ez sartzeko arriskua handitzen da. Horixe da giga-castingaren erronka nagusietako bat, eta tratamendu termikoa deformazio-arazoaren jatorri bakarra ez bada ere, prozesu hori ezabatzeak abantaila handiak dakartza. Hala ere, tratamendu termikoa kentzeak lanketa metalurgikoa eskatzen duten soluzioak bilatzea dakar, injekzio-teknologietako ohiko familietatik kanpo dauden baina tratamendurik gabeko ezaugarri mekaniko onak ematen dituzten elementu aleatzaileak gehituz. Hala ere, eremu horretan asko dago ikertzeko, eta orain arte ez da epairik ebatzi aleazio “idealari” dagokionez.
Nolanahi ere, teknologia berritzaile honek orain arte zeuden oztopo batzuk hautsi ditu, eta, gainera, denbora errekorrean garatu da. Beraz, orain bertan, edozein irtenbide tekniko, disruptiboa izan arren, irtenbide ona izan daiteke. Horren adibide da L.K. Technology ekipo-fabrikatzaileak proposatzen duen injekzio bikoitza, Giga-castingaren aurreko erantzun teknikoa izan daitekeena, nahiz eta oraindik lehen urratsetan egon.
Zure ustez, zeintzuk dira teknologia horren aurrean posizionatzeko funtsezko lan-esparruak?
Batez ere, planteatzen diren konponbideen bideragarritasuna frogatzeko eta pieza horien zerbitzuko portaera ziurtatzeko ezagutza eta tresnak garatzen jarraitu behar da.
Giga-osagaiak fabrikatzeko behar diren baliabideak optimizatzea funtsezkoa da, eskatzen duten inbertsio-maila kontuan hartuta. Horixe da makinen itxiera-indarraren tona bakoitzaren gehieneko aprobetxamendua planteatzen duten Europako OEM batzuen ikuspegi nagusia, adibidez, hiru plakako moldeekin edo injekzio kapilarrarekin. Hala ere, baliabideen eraginkortasunaren edozein hobekuntza beharrezkoa da logistika alorrean, moldearen bizitza baliagarriari dagokionean, piezen errefusa mailei dagokienenan edota hozte-lineek eskatzen dituzten hodien kilometroetan ere.
Materialen ikuspegitik, esan dudan bezala, metalurgiak funtsezko alderdia izaten jarraitzen du, pieza horiei eskatzen zaien egitura-funtzioagatik. Alde batetik, ezinbestekoa da piezen porositatea ahalik eta gehien murriztea (eta, horretarako, huts-sistema oso eraginkorrak behar dira); bestetik, osagaien propietate mekanikoak ziurtatu behar dira, ahal dela, tratamendu termikorik behar izan gabe. Arazo horri industriak bigarren mailako aleazioak gehitzeko beharra gehitu behar zaio (jasangarritasun- eta hornikuntza-arrazoiengatik), eta horrek kalitate metalurgikoaren kontrol garrantzitsua eskatuko du.
Teknologia honetan posizionatzeko funtsezko beste alderdi bat fabrikazio-teknologiaren modelizazio osoa da, prozesuaren funtsezko alderdi guztiak aurreikusi ahal izateko, hala nola akatsak, hoztu ondorengo deformazioa edota moldearen balio-bizitza. Tresna digital horien garapenari esker, Giga-casting osagaien fabrikazioa optimiza daiteke diseinu-etapetatik, aparteko kosturik izan gabe.
Prozesuaren ikuspegitik, uste dut gure inguruko industriak teknologia horretara hurbilketa txikiak egin ditzakeela, bitarteko bide baten alde eginez, hau da, hainbat osagai integratzen dituzten tamaina ertaineko osagaiak eginez, horrekin pisua arintzea ere bilatuz. Hala ere, aldaketa bultzatzeko garrantzitsua da, lehenik eta behin, egokitzapen horiek industriari benetako abantaila esanguratsuak ekartzen dizkiotela ziurtatzea, besteak beste, fabrikazio-denborari, kostuei, pisu-arintzeari eta atmosferara isuriei dagokienez.
Azkenik, produktu gisa, serieko fabrikagarritasuna baligarri egiteaz eta zerbitzuko portaera ziurtatzeaz gain, landu beharreko funtsezko alderdi bat kolpearen ondoren piezen edo ibilgailuen konpongarritasuna da. Agian katearen azken kate-maila kontsidera daiteke, baina garrantzi handiko alderdia da; izan ere, arazo hori konpontzeak neurri handiko osagai horiek dituzten ibilgailuen erakargarritasuna eta bideragarritasun ekonomikoa ziurta ditzake, eta, kontsumitzaileentzat elementu bereizgarria izan daiteke erosketa erabakiak egiterakoan.
Aluminioa injektatzeko teknologietan aditu Emili Barbarias (ezker) eta Sergio Orden (eskuin) ikertzaileak Global Giga-casting Congress ekitaldian.
