כל יצרניות הרכב משקיעות משאבים רבים בהפחתת המשקל של המכוניות אותן הן מייצרות. הסיבה העיקרית היא, כמובן, חיסכון בדלק - רכב קל יותר דורש פחות אנרגיה כדי להאיץ או לטפל בעלייה, ולכן יהיה חסכוני יותר בדלק. רכב קל יותר גם יכול להסתפק במנוע פחות חזק - וגם זה מוביל לחיסכון בדלק. בתור בונוס, רכב קל יותר גם יכול לבלום ולפנות טוב יותר - אבל זה כבר בונוס.
הבעיה היא שהצרכנים רוצים מכוניות מרווחות יותר, מאובזרות יותר ובטוחות יותר, וזה לא הולך כל כך טוב עם הפחתה במשקל. לכן לאורך השנים ראינו את המכוניות הולכות ומשמינות מדור מכונית אחד לדור שבא אחריו. אז איך מצליחים לספק מכונית מרווחת יותר, מאובזרת יותר, בטוחה יותר - וגם קלה יותר? פגישה עם מהנדסים של חברת GM סיפקה חלק מהתשובות.
עשרה אחוזים פחות
ג'נרל מוטורס הצליחה להשיג חסכון משמעותי במשקל לכל רוחב היצע הדגמים שלה, כשבממוצע הדור החדש של כל דגם קל בכ–10% מהדור שקדם לו, תוך שהוא מספק מרחב דומה או עדיף לנוסעים, אבזור שופע יותר ולפי טענות החברה, גם בטיחות טובה יותר. אז איך משיגים את המטרות הסותרות הללו? הפתרון, כך מתברר, נמצא בפרטים.
צילום: ג'נרל מוטורס
בחלק מהמקרים, הצליחו המהנדסים להציע מרחב פנים דומה למרות ממדים חיצוניים מוקטנים וכך חסכו במשקל. זה המצב, למשל, באקווינוקס החדש, שמעט קצר יותר מאשר קודמו. בסיס הגלגלים נשאר זהה, כך שהמרחב לנוסעים לא השתנה, ותכנון קומפקטי יותר של המושבים, יחד עם דיפון דק יותר, וצמוד יותר לפח החיצוני בתא המטען דואגים לנפח מטען שהוא אפילו מעט גדול יותר מאשר ברכב המוחלף. האקווינוקס החדש קל יותר ב–180 ק"ג מאשר הדור הקודם. הישג מכובד מאוד.
אבל לא מדובר רק בשינויים נראים לעין. הדור החדש של דגמי ג'נרל מוטורס תוכנן תחת המוטו של "כל מהנדס, כל חלק, כל גרם". המשמעות היא שבחברה לא ניסו לחפש שיטות לחיסכון דרמטי במשקל של חלק ספציפי, אלא ניצלו את העובדה שיכולות החישוב המתקדמות היום מאפשרות לבצע סימולציות מורכבות שבעזרתן ניתן למצוא היכן ניתן "לגלח" מתכת מהחלקים השונים כדי לחסוך במשקל של כל חלק וחלק, אפילו אם מדובר בחסכון של גרמים בודדים בכל פעם. כך למשל, בחלקים שמרותכים זה לזה בריתוכי נקודה, במקום שפה אחידה לאורך כל שולי החלק, משאירים רק "לשוניות" בנקודות בהן יבוצעו הריתוכים. במקרים אחרים פשוט קדחו חורים בחלקים כאשר גילו שזה לא יפגע בחוזקו של אותו חלק.
אבל עיקר המאמץ הושקע במציאת החומר המתאים ביותר לכל יישום וכל חלק במכוניות, דבר שדרש גם פיתוח טכנולוגיות חדשות לחיבור בין חלקים העשויים מחומרים שונים. הצמדת חלקי פלדה ואלומיניום דרשה, באופן מסורתי, שימוש במסמרות ("ניטים" או Rivets). זה הליך איטי יותר ויקר יותר מאשר שימוש בהלחמות נקודה המקובלות בחיבור בין חלקי פלדה, דבר שהיווה מכשול בפני שימוש נרחב יותר באלומיניום. כדי להתגבר על הבעיה פיתחו אנשי החברה שיטה, המוגנת בכמה וכמה פטנטים, המאפשרת לבצע ריתוכי נקודה בין אלומיניום לפלדה, כאשר אותו מכשיר מאפשר גם ריתוך אלומיניום לאלומיניום או פלדה לפלדה, עניין בעל חשיבות קריטית בתכנון קווי יצור רובוטיים.
צילום: ג'נרל מוטורס קאדילק CT6. שימוש נרחב באלומיניום
המהנדס שהציג לנו את הטכנולוגיה טרח גם להדגיש כי השימוש בריתוכי נקודה במקום מסמרות חוסך בין חצי קילו לחמישה קילו ממשקל הרכב (משקל המסמרות עצמן) - עניין שמבהיר עד כמה היו אנשי החברה רציניים כשאמרו "כל גרם"...
החיסכון - מעבר למשקלויש גם שימוש נרחב יותר בפלדות חזקות יותר, המאפשרות לקבל אותם חוזק וקשיחות בפחות משקל; פיתוח שיטות יצור המאפשרות החלפת אלמנטים גדולים המורכבים מעשרות יחידות קטנות בחלק יצוק אחד שהינו קשיח יותר וקל יותר; שימוש בחומרים מרוכבים ומגנזיום באפליקציות מסוימות כדי לחסוך משקל ועוד. ומה לגבי העלות, הרי בחלק מהמקרים מדובר בחומרים יקרים יותר או טכנולוגיות יצור חדשות שדורשות השקעה יקרה במיכון? אנשי החברה טוענים כי בחלק מהמקרים הטכנולוגיות החדשות חוסכות זמן בהליך הייצור הסופי, מה שמקזז את הבדלי העלות, ובמקרים אחרים העובדה שאפשר להשתמש בפחות חומר מקזזת את הבדלי המחיר בין החומרים.
ולא מדובר רק במשקל. במקרים מסוימים השימוש בחומר או טכנולוגית יצור שונה מאפשרת גם ניצול נכון יותר של המרחב הפנימי. כך למשל ניתן לנצל את העובדה שמגנזיום מותך פחות צמיגי מאלומיניום מותך כדי לייצר חלק פנימי של דלת תא מטען בעל קימורים מורכבים יותר, שמאפשרים דלת תא מטען דקה יותר, שגוזלת פחות מקום מתא המטען. במקרה אחר רכיב שעשוי מיציקת אלומיניום במקום מחלקי פלדה המרותכים יחדיו, הינו קומפקטי ודק יותר, ומאפשר יותר מרחב לרגלי היושבים בחלק הקדמי של הרכב.
כך או כך, נראה שהמאמץ למצוא עבור כל רכיב ברכב את החומר המתאים ביותר עבורו, ואת שיטת הייצור המתאימה ביותר עבורו, יחד עם עבודת נמלים של גילוח גרמים מיותרים מכל חלק - בהחלט משתלמת בשורה התחתונה.
צילום: ג'נרל מוטורס
