오늘날 자동차 제조 부문을 형성하는 5가지 주요 트렌드

작성자:Shant Alexanian, Fast Radius의 주요 계정 관리자

자동차 제조 산업이 직면한 가장 큰 과제 중 하나는 엔지니어가 더 가볍고 강도가 높으며 비용이 낮은 부품을 생산할 수 있도록 하는 기술에 대한 끊임없는 노력입니다. 이로 인해 많은 제조업체가 변화하는 소비자 및 산업 요구를 보다 효과적으로 충족할 수 있는 혁신적인 신소재와 방법을 모색하게 되었습니다.

예를 들어 전기 자동차에 대한 수요를 살펴보십시오. 현재 시장 수요는 소비자에게 접근 가능한 가격대로 전기 자동차를 제공하는 자동차 산업의 능력을 능가합니다. 부분적으로는 배터리 제조업체가 현재 기술로 가능한 한계에 도달하기 시작했기 때문입니다.

그러나 배터리 에너지를 모터의 AC 전원으로 변환하는 시스템인 파워트레인 기술의 새로운 설계에는 배터리의 효율성을 높이는 동시에 제조 비용 효율성을 높이는 SiC(실리콘 카바이드) 반도체 기술이 포함됩니다. 한 가지 예에 불과하지만, 파워트레인 기술의 발전은 자동차 제조 부문 전반에 걸쳐 더 큰 움직임이 일어나고 있다는 증거입니다. 비용 및 연료 효율성, 지속 가능성 및 개인화에 대한 관심 증가로 정의되는 것입니다. 다음은 2020년 최고의 자동차 산업 동향입니다.

1. 가볍고 연료 효율적인 재료

많은 자동차 부품은 전통적으로 철과 강철 합금으로 제조되어 왔으며 둘 다 강하지만 무거운 재료입니다. 그러나 제조 기술의 발전으로 인해 자동차 회사는 이러한 금속 부품을 알루미늄, 마그네슘, 고성능 플라스틱, 탄소 섬유 및 기타 복합 재료 등을 포함한 새로운 재료 세트로 대체할 수 있게 되었습니다. 단단함. 이를 통해 제조업체는 소비자 요구와 점점 더 엄격해지는 연방 연료 경제 표준을 충족할 수 있습니다.

미국 에너지부(DOE)에 따르면 혁신적이고 가벼운 소재를 자동차 디자인에 통합하면 섀시 무게를 최대 50%까지 줄일 수 있으며 무게를 10% 줄일 때마다 연비는 최대 8% 증가할 수 있습니다. 제조업체가 입증한 이점. Ford가 2015년에 전체 알루미늄 F-150 픽업을 선보였을 때 이 차량은 시장에 나와 있는 철강 제품보다 훨씬 더 가벼워 트럭에 동급 최고의 연비를 제공하는 것으로 나타났습니다.

경량 소재는 자동차가 차량의 질량을 늘리지 않고도 보다 진보된 안전, 전자 및 배기 가스 시스템을 탑재할 수 있도록 하기 때문에 자동차 부문이 전기화 증가로 이동함에 따라 특히 중요해지고 있습니다. DOE에 따르면 소비자들은 25%의 경량 차량이 경량 부품과 고효율 엔진으로 만들어지면 2030년까지 연간 50억 갤런 이상의 연료를 절약할 수 있습니다. 연료 효율성을 높이면 전기 자동차의 범위도 확장됩니다.

탄소 섬유는 강도와 강성이 제조업체에게 매력적인 소재 중 하나입니다. 이는 엔지니어가 경량 금속 및 기타 복합 재료로 만든 구성 요소와 동일한 성능 특성을 가지면서도 상당히 낮은 질량을 가진 부품을 만들 수 있기 때문입니다.

그러나 탄소섬유의 생산은 매우 정밀한 제조방법을 필요로 하기 때문에 노동집약적이며 고가의 재료이다. 탄소 섬유에 대한 현재 수요의 대부분은 항공우주 및 에너지 부문에서 발생하지만, 특히 제조 공정이 더욱 발전되고 비용 효율성이 높아짐에 따라 더 많은 탄소 섬유가 자동차 설계에 통합될 가능성이 높습니다.

2. 자동화 및 자율주행 자동차

자동화는 또 다른 주요 자동차 제조 트렌드입니다. 자동차 회사는 인공 지능, 기계 학습 및 사물 인터넷(IoT) 기술의 힘과 효율성을 활용하여 차량의 안전성과 효율성을 모두 개선하고 있습니다.

특히 IoT 기술은 자동차 부문을 변화시킬 태세입니다. 무인 자동차는 한때 불가능해 보였을지 모르지만 오늘날 제조업체는 다른 자율 자동차에서 캡처한 실시간 데이터를 기반으로 운전 알고리즘을 업데이트하는 스마트 자동차를 만들고 있습니다.

이 데이터는 클라우드 시스템에 업로드되고 분석되고 재배포되어 전체 차량의 자동화 기능을 개선합니다. 이를 통해 자동차는 고성능 카메라, 레이저 및 원격 센서의 복잡한 시스템을 사용하여 적응형 크루즈 컨트롤을 제공하거나 차선 이탈을 감지하여 승객 안전을 개선할 수 있습니다.

또한 COVID-19 대유행은 자율 운전 차량의 잠재적인 이점 중 일부를 강조했으며 특히 노출 위험이 있는 사람 간 상호 작용 없이 식료품, 의약품 및 기타 품목을 배달할 수 있는 능력을 강조했습니다.

3. 전기 자동차

전기 자동차는 이전에 범위와 고가의 생산 비용으로 인해 제한을 받았지만, 최신 리튬 이온 음극 배터리는 최근 몇 년 동안 더 강력하고 경제적으로 생산할 수 있게 되었습니다. 실제로 전기 자동차는 빠르면 2022년까지 가솔린 자동차보다 제조 비용이 저렴할 수 있습니다. 배터리 가격은 2010년과 2019년 사이에 80% 하락했으며 내년에는 추가로 45% 하락할 것으로 예상됩니다.

Tesla는 전기 자동차 제조 분야의 선두 기업 중 하나입니다. 부분적으로는 배터리 기술의 한계를 넓히려는 회사의 지속적인 노력 덕분입니다. 내구성이 뛰어난 장거리 배터리에 대한 열망으로 인해 회사는 리튬 이온 배터리에서 인산철 리튬으로 만든 배터리로 전환했습니다. 화학의 변화는 배터리 생산 비용을 낮추고 충전 간 주행 거리를 400마일 이상으로 확장하며 배터리 수명 주기를 100만 마일로 늘릴 수 있습니다. 뿐만 아니라 인산철 배터리는 더 안전하며 에너지 저장 장치로서 2차 또는 3차 수명 주기로 폐기될 수 있습니다.

자율주행차와 전기자동차 부문의 교차점에 있는 또 다른 핵심 업체는 구글 모회사의 자회사인 웨이모(Waymo)로, 최근 볼보와 파트너십을 맺어 무인 및 전기 차량을 공유하는 차량을 생산했다. 이 자동차는 레벨 4 자율성을 갖습니다. 즉, 사용자 입력 없이 대부분의 상황에서 스스로 조종할 수 있습니다(Society of Automotive Engineers의 표준화된 등급 시스템에 따라 레벨 0은 자율성이 없음을 나타내고 레벨 5는 완전 자율성을 나타냄). 모든 요소는 전원을 화석 연료에서 점점 더 효율적인 전기 배터리로 전환함으로써 자동차 제조 산업을 보다 지속 가능하게 만드는 데 기여합니다.

4. 적층 제조를 사용하여 3D 프린팅으로 제작 불가능

적층 제조 방법은 많은 자동차 회사가 더 나은 성능의 자동차를 보다 효율적으로 생산하는 데 도움이 되지만 기술의 전체 잠재력은 여전히 ​​크게 활용되지 않습니다. 3D 프린팅은 신속한 프로토타이핑에 널리 사용되지만 적층 기술의 발전으로 제조업체는 생산 도구 및 최종 사용 부품을 3D 프린팅할 수 있습니다.

적층 기술은 설계 및 생산을 간소화하는 데도 도움이 됩니다. 예를 들어, 이전에는 별도로 성형한 다음 함께 용접해야 했던 많은 구성요소(예:흡기 덕트)를 이제 한 단계 공정으로 추가 생산할 수 있습니다. 또한 적층 기술을 사용하여 기존 방법으로 생산된 구성 요소보다 대시보드 및 패널 내부 공간을 훨씬 더 절약하는 고유한 형상을 만들 수 있습니다.

포드는 적층 기술의 혁신적인 힘을 활용한 최초의 자동차 제조업체 중 하나였습니다. 2020 Shelby GT500을 설계할 때 회사는 적층 제조 공정을 사용하여 특정 부품 구성 요소에 대해 10개 이상의 서로 다른 설계를 동시에 테스트했습니다. 이를 통해 Ford는 "현재까지 가장 공기역학적으로 발전된 Mustang"이라고 불리는 제품을 만들 수 있었습니다.

주문형 적층 제조의 유연성은 잠재적인 자동차 산업 공급망 문제를 완화하는 데도 도움이 됩니다. 예를 들어, Porsche는 이제 3D 프린팅을 사용하여 레거시 자동차 모델을 위한 희귀하거나 소량의 부품을 생산합니다. 기술의 다양성은 그 어느 때보다 혁신적인 방법을 통해 점점 더 많은 자동차 부품이 생산될 가능성이 높다는 것을 의미합니다.

5. 대량 맞춤화

또 다른 떠오르는 자동차 산업 트렌드는 개인화에 대한 더 큰 글로벌 트렌드를 반영하는 대량 맞춤화입니다. 오늘날에는 3명 중 2명 정도가 새 차량을 선택할 때 이것이 중요한 요소라고 말합니다.

적층 기술을 통해 특수 자동차 제조업체는 고유한 자동차를 극도로 적은 양으로 보다 효과적으로 생산할 수 있을 뿐만 아니라 비 럭셔리 제조업체가 차량에 비용 효율적인 맞춤 옵션을 제공할 수 있습니다.

Mini와 Ferrari는 이제 구매자가 자동차 외부 패널의 색상부터 LED 트림 조명 및 개별화된 대시보드와 같은 세부적인 세부 사항에 이르기까지 모든 것을 사용자 지정할 수 있는 두 회사입니다. 제조업체는 주문형 제조의 이점을 활용하여 개인화로 인해 발생하는 문제를 효율적이고 경제적으로 해결할 수 있습니다. 기존 제조 모델이 지원하는 것처럼 부품을 대량으로 생산하는 대신 주문형 제조는 운영 민첩성을 통해 수요에 맞게 생산을 정확하게 조정합니다.

자율적이고 지속 가능한 미래 제조

궁극적으로 이러한 경향은 고품질의 효율적이고 지속 가능하며 특정 요구 사항에 맞춘 제품에 대한 광범위한 소비자 관심을 반영합니다. 향후 몇 년 동안 성공할 수 있는 최적의 위치에 있는 자동차 제조업체는 새로운 기술 혁신을 활용하여 고객의 요구 사항을 보다 효율적이고 효과적으로 충족할 수 있는 제조업체입니다. 스마트 기술, 자동화, 전동화 및 맞춤화는 모두 자동차 산업의 발전 방식을 지속적으로 형성할 트렌드입니다.

Fast Radius의 주문형 디지털 제조 플랫폼을 통해 생산의 모든 단계에서 각 고객에게 종단 간 지원을 제공할 수 있습니다. 당사의 설계 팀은 부품 설계가 제조 가능성에 최적화되어 있는지 확인하고 당사 엔지니어는 우수한 품질의 구성 요소를 생산하기 위한 가장 효율적인 방법과 프로세스를 결정하는 데 도움을 줍니다. 자세히 알아보거나 주문을 시작하려면 지금 문의하세요.