5 tren utama yang membentuk sektor manufaktur otomotif saat ini
Oleh Shant Alexanian, Manajer Akun Utama, Radius Cepat
Salah satu tantangan terbesar yang dihadapi industri manufaktur otomotif adalah dorongan konstan untuk teknologi yang memungkinkan para insinyur memproduksi suku cadang yang lebih ringan, lebih kuat, dan lebih murah. Hal ini telah mendorong banyak produsen untuk mencari bahan dan metode baru yang inovatif yang memungkinkan mereka untuk lebih efektif memenuhi permintaan konsumen dan industri yang terus berubah.
Ambil contoh permintaan kendaraan listrik. Saat ini, permintaan pasar melampaui kemampuan industri otomotif untuk menyediakan kendaraan listrik dengan harga yang terjangkau bagi konsumen, sebagian karena produsen baterai mulai mencapai batas yang dimungkinkan dengan teknologi saat ini.
Namun, desain baru dalam teknologi powertrain — sistem yang mengubah energi baterai menjadi daya AC untuk motor — termasuk teknologi semikonduktor Silicon Carbide (SiC), yang meningkatkan efisiensi baterai sekaligus membuatnya lebih hemat biaya untuk diproduksi. Meskipun hanya satu contoh, perkembangan teknologi powertrain adalah bukti dari pergerakan yang lebih besar yang terjadi di seluruh sektor manufaktur otomotif — yang ditentukan oleh peningkatan fokus pada efisiensi biaya dan bahan bakar, keberlanjutan, dan personalisasi. Berikut adalah beberapa tren industri otomotif teratas tahun 2020.
1. Bahan ringan dan hemat bahan bakar
Banyak komponen otomotif secara tradisional dibuat dari paduan besi dan baja, yang keduanya merupakan bahan yang kuat tetapi berat. Namun, perkembangan teknologi manufaktur telah memungkinkan perusahaan otomotif untuk mengganti komponen logam ini dengan serangkaian bahan baru — termasuk aluminium, magnesium, plastik berkinerja tinggi, serat karbon dan komposit lainnya, dan banyak lagi — yang jauh lebih ringan dan menawarkan kekuatan dan daya yang sebanding. kekakuan. Hal ini memungkinkan produsen untuk memenuhi permintaan konsumen dan standar ekonomi bahan bakar federal yang semakin ketat.
Menurut U.S. Department of Energy (DOE), memasukkan material yang inovatif dan ringan ke dalam desain otomotif dapat mengurangi bobot sasis hingga 50%, dan setiap pengurangan 10% bobot dapat meningkatkan efisiensi bahan bakar hingga 8% — manfaat yang telah ditunjukkan oleh produsen. Ketika Ford memperkenalkan pick-up F-150 yang seluruhnya aluminium pada tahun 2015, kendaraan ini terbukti jauh lebih ringan daripada rekan-rekan baja di pasar, memberikan truk ekonomi bahan bakar terbaik di kelasnya.
Bahan ringan menjadi sangat penting karena sektor otomotif bergeser ke arah peningkatan elektrifikasi, karena memungkinkan mobil membawa sistem keselamatan, elektronik, dan emisi yang lebih canggih tanpa meningkatkan massa kendaraan. Menurut DOE, konsumen dapat menghemat 5 miliar galon bahan bakar atau lebih per tahun pada tahun 2030 jika bahkan 25% kendaraan ringan dibuat dengan komponen ringan dan mesin berefisiensi tinggi. Meningkatkan efisiensi bahan bakar juga memperluas jangkauan kendaraan listrik.
Serat karbon adalah salah satu bahan yang kekuatan dan kekakuannya menarik bagi produsen. Hal ini karena memungkinkan para insinyur untuk membuat suku cadang dengan massa yang jauh lebih rendah tetapi karakteristik kinerja yang setara dengan komponen yang terbuat dari logam ringan dan bahan komposit lainnya.
Namun, karena produksi serat karbon memerlukan metode manufaktur yang sangat tepat, itu adalah bahan padat karya dan mahal. Sementara sebagian besar permintaan serat karbon saat ini berasal dari sektor kedirgantaraan dan energi, lebih banyak serat karbon kemungkinan akan dimasukkan ke dalam desain otomotif, terutama karena proses manufaktur menjadi lebih maju dan hemat biaya.
2. Otomasi dan mobil self-driving
Otomasi adalah tren manufaktur otomotif utama lainnya. Dengan memanfaatkan kekuatan dan efisiensi kecerdasan buatan, pembelajaran mesin, dan teknologi Internet of Things (IoT), perusahaan otomotif meningkatkan keselamatan dan efisiensi kendaraan mereka.
Teknologi IoT khususnya siap untuk mengubah sektor otomotif. Mobil tanpa pengemudi mungkin pernah tampak mustahil, tetapi produsen saat ini menciptakan mobil pintar yang memperbarui algoritme mengemudi mereka berdasarkan data waktu nyata yang diambil oleh mobil otonom lainnya.
Data ini diunggah ke sistem cloud, dianalisis, dan didistribusikan ulang untuk meningkatkan fungsi otomatis seluruh armada kendaraan. Hal ini juga memungkinkan mobil menggunakan sistem kompleks kamera bertenaga tinggi, laser, dan sensor jarak jauh untuk menyediakan cruise control adaptif atau mendeteksi keberangkatan jalur, sehingga meningkatkan keselamatan penumpang.
Selain itu, pandemi COVID-19 telah menyoroti beberapa manfaat potensial dari kendaraan swakemudi, juga — khususnya kemampuannya untuk mengirimkan bahan makanan, obat-obatan, dan barang-barang lainnya tanpa perlu interaksi orang-ke-orang yang dapat berisiko terpapar.
3. Kendaraan listrik
Sementara kendaraan listrik sebelumnya dibatasi oleh jangkauan dan biaya produksi yang mahal, baterai katoda lithium ion mutakhir menjadi lebih kuat dan lebih ekonomis untuk diproduksi dalam beberapa tahun terakhir. Faktanya, kendaraan listrik mungkin lebih murah untuk diproduksi daripada rekan-rekan mereka yang bertenaga gas pada awal 2022. Harga baterai turun 80% antara 2010 dan 2019, dan diperkirakan akan turun lagi 45% tahun depan.
Tesla adalah salah satu nama terkemuka dalam manufaktur otomotif listrik, sebagian karena komitmen berkelanjutan perusahaan untuk mendorong batas-batas apa yang dapat dilakukan oleh teknologi baterai. Keinginan untuk baterai yang tahan lama dan tahan lama telah membuat perusahaan beralih dari baterai lithium ion ke baterai yang dibuat dengan lithium-iron phosphate. Pergeseran dalam kimia membuat baterai lebih murah untuk diproduksi, memperluas jarak tempuh antara pengisian daya hingga lebih dari 400 mil, dan dapat meningkatkan siklus hidup baterai hingga 1 juta mil. Tidak hanya itu, baterai besi fosfat lebih aman dan dapat digunakan kembali ke siklus hidup sekunder atau tersier sebagai penyimpanan energi.
Pemain kunci lain di persimpangan sektor kendaraan otonom dan listrik adalah Waymo, anak perusahaan dari perusahaan induk Google yang baru-baru ini bermitra dengan Volvo untuk memproduksi armada mobil ridesharing yang tanpa pengemudi dan listrik. Mobil-mobil ini akan memiliki otonomi Level 4, yang berarti mereka akan dapat mengemudikan diri mereka sendiri di sebagian besar situasi tanpa masukan pengguna (sesuai dengan sistem peringkat standar Society of Automotive Engineers, Level 0 menunjukkan tidak ada otonomi dan Level 5 menunjukkan otonomi penuh.) Ini semua faktor berkontribusi untuk membuat industri manufaktur otomotif lebih berkelanjutan, dengan mengalihkan sumber daya dari bahan bakar fosil ke baterai listrik yang semakin efisien.
4. Menggunakan manufaktur aditif untuk membuat yang tidak bisa dibuat dengan pencetakan 3D
Sementara metode manufaktur aditif membantu banyak perusahaan otomotif untuk memproduksi mobil berperforma lebih baik secara lebih efisien, potensi penuh dari teknologi tersebut sebagian besar masih belum dimanfaatkan. Pencetakan 3D digunakan secara luas untuk pembuatan prototipe cepat, tetapi perkembangan teknologi aditif sekarang memungkinkan produsen mencetak perkakas produksi 3D dan suku cadang penggunaan akhir.
Teknologi aditif juga dapat membantu merampingkan desain dan produksi. Sebagai contoh, banyak komponen (seperti saluran pemasukan udara) yang sebelumnya harus dicetak secara terpisah dan kemudian dilas bersama-sama sekarang dapat diproduksi secara aditif dalam proses satu langkah. Teknologi aditif juga dapat digunakan untuk menciptakan geometri unik yang menghemat lebih banyak ruang secara signifikan di dalam dasbor dan panel daripada komponen yang diproduksi melalui metode tradisional.
Ford adalah salah satu produsen otomotif pertama yang memanfaatkan kekuatan transformatif dari teknologi aditif. Dalam merancang Shelby GT500 2020, perusahaan menggunakan proses manufaktur aditif untuk menguji lebih dari 10 desain berbeda untuk komponen suku cadang tertentu secara bersamaan. Hal ini memungkinkan Ford untuk menciptakan apa yang disebut sebagai “Mustang paling canggih secara aerodinamis hingga saat ini”.
Fleksibilitas manufaktur aditif sesuai permintaan juga membantu mengurangi potensi tantangan rantai pasokan industri otomotif — Porsche, misalnya, kini memproduksi komponen langka atau bervolume rendah untuk model mobil lawasnya menggunakan pencetakan 3D. Keserbagunaan teknologi berarti kemungkinan besar akan semakin banyak komponen otomotif yang akan diproduksi melalui metode inovatif daripada sebelumnya.
5. Kustomisasi massal
Tren industri otomotif lain yang muncul adalah kustomisasi massal, yang mencerminkan tren global yang lebih besar menuju personalisasi. Saat ini, sebanyak dua dari tiga orang mengatakan bahwa ini adalah faktor penting saat memilih kendaraan baru.
Teknologi aditif tidak hanya memungkinkan produsen mobil khusus untuk memproduksi mobil unik dengan volume yang sangat rendah secara lebih efektif, tetapi juga memungkinkan produsen non-mewah menawarkan opsi penyesuaian yang hemat biaya untuk kendaraan mereka.
Mini dan Ferrari adalah dua perusahaan yang sekarang memungkinkan pembeli untuk menyesuaikan semuanya mulai dari warna panel eksterior mobil hingga detail granular seperti lampu trim LED dan dasbor individual. Produsen dapat memanfaatkan manfaat manufaktur sesuai permintaan untuk memenuhi tantangan yang ditimbulkan oleh personalisasi secara efisien dan ekonomis. Daripada memproduksi suku cadang secara massal, seperti yang didukung oleh model manufaktur tradisional, manufaktur on-demand secara tepat menyesuaikan produksi dengan permintaan melalui kelincahan operasional.
Membuat masa depan yang lebih mandiri dan berkelanjutan
Pada akhirnya tren ini mencerminkan minat konsumen yang meluas pada produk yang berkualitas tinggi, efisien, berkelanjutan, dan disesuaikan dengan kebutuhan spesifik mereka. Pabrikan otomotif yang memiliki posisi terbaik untuk sukses di tahun-tahun mendatang adalah mereka yang mampu memanfaatkan inovasi teknologi baru untuk memenuhi permintaan pelanggan secara lebih efisien dan efektif. Teknologi cerdas, otomatisasi, elektrifikasi, dan penyesuaian adalah tren yang akan terus membentuk bagaimana industri otomotif berkembang.
Platform manufaktur digital sesuai permintaan Fast Radius memungkinkan kami untuk memberikan dukungan menyeluruh kepada setiap pelanggan kami selama setiap tahap produksi. Tim desain kami memastikan desain suku cadang dioptimalkan untuk kemampuan manufaktur, dan teknisi kami membantu menentukan metode dan proses yang paling efisien untuk menghasilkan komponen berkualitas unggul. Hubungi kami hari ini untuk mempelajari lebih lanjut atau memulai pemesanan.
