軽量化

車両の軽量化、つまり重量の削減や質量の低減は、自動車業界にとって大きな問題です。自動車メーカーやサプライヤは、車両の重量削減や燃料消費への影響、二酸化酸素(CO2)の排出制限、そして製造コストに関する厳しい要件に対応しなければなりません。

自動車業界における軽量化の取り組み

車両の適正位置に、適切な部品を、適切な材料で使用することが、軽量化を成功させるための鍵となります。

消費者にとって燃費の問題は特に関心が高く、次に購入する自動車には、これまでの所有車よりも大幅な燃費の向上を期待しています。欧州の新型車に対する二酸化炭素の排出制限は、2021年までに95g/kmとなり、2007年の平均値である158.7g/kmと比較すると、平均40%の削減となります。また米国もCAFÉ基準(自動車燃費規制)により、軽自動車は2025年までに54.5mpgの排出制限がかかります。これらの開発を進めることで、製造コストにも大きな影響があります。2015年には約8700万台の自動車が販売され、また2030年には販売数が1億1500万台に達すると見込まれています。自動車メーカーは軽量素材や革新的な工程の導入を通じて、目標達成に向けた取り組みを続けています。

部品や構成部品数の増加によって、軽量化の問題がより顕著化しています。ボディ・イン・ホワイト(BIW)、すなわち塗装前のプレス部品を溶接することで車体の形状に形成する生産段階は、重量を削減できる可能性の50%を占めています。現在の車体技術では、アルミ、高強度および超高強度材を主材料として採用しています。しかしより高強度で高性能な材料は無数にあり、将来的な軽量化に向けた材料の研究開発も進められています。

目標を達成するために重要な製造工程として、超高強度材の使用時に実施する熱間プレス成形があり、バンパー・ビーム、ドアの補強材、AおよびB-ピラー、そして自動車のフロアおよルーフ部品に適用が見込まれます。従来の冷間プレス成形部品を熱間プレス成形部品と置換することで、最大50%の重量削減が可能となります。テーラード・テンパリング工程は、成形部品を目標の局部強度特性に設計する上で、特に有効な手段です。

このような革新的な材料や工程を有効利用することで、より厳格な安全要件を満たす軽量車を設計することが可能になります。しかしそれぞれのプレス成形部品に適用する各材料は、それぞれ固有の要件に適する必要があるため、新たな材料や工程を適用するにあたって、まだ問題は山積しています。軽量化戦略には、鋼材部品をより軽量な材料と単純に置き換える以上の配慮が必要となります。車両の適正位置に、適切な部品を、適切な材料で使用することが、軽量化を成功させるための鍵となります。

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超高強度鋼材のヘミング

テーラード・テンパリング

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