Tenneco の Josh Goossens 氏が、OEM の仮想モデリングへの優先的な移行について調査します。

アクロン—テネコのクレバイトエラストマーグループで材料エンジニアリングマネージャーを務めるジョシュグーセンス氏によると、バーチャル製品開発は自動車業界の電動化ほど主流ではないかもしれないが、同様に重要であるという。

グーセンス氏は、Rubber News主催のRubber in Automotive Conferenceの2日目である5月11日の基調講演で、コスト削減と市場投入までの時間の短縮の可能性を目指して自動車OEMが推進している動きに焦点を当てた。

「これは、今週これまでここで議論されてきた電化と持続可能性とは少し異なるトピックです」とグーセンス氏は述べた。「仮想製品開発は自動車業界のパラダイムシフトを表しています。」

Tenneco のパフォーマンスソリューションビジネスの一部である Clevite Elastomers は、OEM およびアフターマーケット顧客向けにライドコントロールおよび NVH 製品を製造しています。防振製品は、通常、大部分が天然ゴム化合物で構成されており、シャシーフレームのピボットポイントとして自動車の基礎の一部です。

また、OEM が製品開発の完全仮想化を推し進めているため、Tenneco と Clevite は製造プロセスの最前線に立つことになるでしょう。

しかし、常にそうなっているわけではなく、仮想製品の開発にはその点でさらなる課題が存在します。

「私たちはOEMから製品を仮想設計するための要件を取得しているところです。最初に生産される物理的な部品は生産ツールから切り離され、販売可能な車両品質のものになります」とグーセンス氏は述べた。「それをよく理解してください...あなた自身の生産ラインについて考えてください。

「プロトタイピングがなくなり、純粋に仮想的な観点から設計された販売可能な高品質の部品が生産される、この種の未来に備える準備はできていますか?」

グーセンス氏は 1999 年以来、テネコにさまざまな役割を果たしてきました。彼は、エラストマー配合物の開発、材料の選択、混合プロセスの開発、コア材料の研究、およびシミュレーションのための材料特性テストを担当しています。

そして、彼は Clevite 部門をこの仮想世界に導くマネージャーです。彼の好きな研究分野は、製品シミュレーションの精度を向上させるための新しい材料試験技術の開発です。

この能力において、Goossens と Clevite 部門は、オハイオ州フィンドレーに本拠を置く Endurica LLC と直接協力して、ブッシュやその他の部品の疲労試験を行っています。

Clevite は 1933 年に Harris Products Co. として設立され、シャーシ用エラストマーサスペンション製品の先駆者となりました。同社は 1987 年にプルマン社に買収されました (その後 Clevite Elastomers となりました)。そして 1996 年にミシガン州ノースビルに拠点を置く Tenneco によって再び開発されました。

グーセンス氏によると、同社は設計、化合物開発、製造、試験、製品の特性評価において垂直統合されているという。

どの車両にも多くのゴム製品が使用されており、シャーシやフレームのピボットポイントも例外ではなく、ゴムとスチール (またはその他の硬い素材) で作られたブッシュが必要です。

実際、コンポーネントは EV と ICE 車両の両方に依存しません。つまり、車両のパワートレインは Clevite のブッシングに影響を与えません。

Clevite と Goossens の哲学は、減衰ではなく振動絶縁であるべきです。

「昨日の会談を見て、そして私がこの業界で25年以上見てきたことからすると、多くの化学会社は防振製品が減衰原理に基づいて機能していると考えている」とグーセンス氏は語った。「しかし、これは実際には振動絶縁の原則です。そしてこれは、ピボットポイントに低減衰コンパウンドを使用することを意味します。」

配合の観点から見ると、ブッシングは単純な側にあるとグーセンス氏は言います。開発中に必要なデータには、「クリーンで軽く強化された高品質の NR コンパウンド」の最適な荷重とひずみが含まれると同氏は述べた。

プロセスオイル、劣化防止剤、カーボンブラックが成分を強化し、ブッシングは通常、通常の活性化剤と硬化システムを使用して試作されます。

しかし、仮想世界では、本末転倒です。シミュレーションを行う前に、物質の挙動を完全に理解する必要があります。

そして、これは潜在的な OEM またはアフターマーケットのサプライヤーが、その仕事に選ばれる前に多大な労力を費やすことを意味します。

「彼らは、より広範囲の生産変動をシミュレートし、学習モデルを導入または数を増やし、硬化状態やその他の段階での生産変動を排除するよう求めています」とグーセンス氏は述べた。「彼らは私たちにこれを求めていますが、彼らがしていないことは、彼らがその未来がどのように実現されるかを私たちに期待しているということです。」

Goossens は、Clevite のブッシング製品の発売サイクルを約 2 年と見積もっており、事業が落札される前に (通常 2 回の技術審査に加えて) 3 回目の技術審査が行われることになります。

この場合、部品の検証を受けるのはハードウェアではなくソフトウェアです。

「繰り返しになりますが、私たちがまだサプライヤーとして選ばれていない時点で、すでに多くのシミュレーション作業が必要です」と彼は言いました。「これが私の講演の中心的なメッセージです。もっと重要なデータが必要です。」

そして、完全な仮想製品開発には、一般的なプロトタイピング方法の 8 倍から 20 倍の材料データが事前に必要になります。

「シミュレーション作業を行う前に材料の挙動を完全に理解する必要があるため、部品への新しい材料技術の導入が事実上排除されます」と同氏は述べた。「新しい材料技術や新しい混合プロセスを導入して、その特定の部分を検証することはできますが、それを行うには 1,600 時間の機械時間と、技術者が 40 時間の労働時間を要します。」

Goossens 氏は、「単純化された」シミュレーションモデルであっても「そもそもプロトタイプよりもかなり多くのデータ」が必要であると指摘しました。

「そこで疑問は残ります。完全な材料データセットを使用して可能な近道はあるのでしょうか?そして、これらすべてがプロトタイプを検証するコストとどのように調和するのでしょうか? それはまだわかりません。」と彼は言いました。

「OEMはこれを非常に高い上級管理レベルから推進しています。そして、プロセス全体は非常に困難です。」

あらゆる技術の進歩と同様に、市場投入までの時間も短縮されることが予想されます。しかし、コスト削減は実現できるでしょうか?

「これは、特に防振分野におけるエラストマー部品サプライヤーにとって大きな旅になると思います」とグーセンス氏は語った。「コスト削減の可能性はありますが、彼らは当社の製品を調整される最後の製品として扱うことを好みます。

「OEM は、その要求に対してより正確かつ正確である必要があります。プロセスの後半で OEM から大きな変更要求があった場合、それは私たちのすべてのシミュレーションが枠外になることを意味します。そして、私たちが行っているシミュレーションは、私たちが行う前のものです。事業を受注しました。

「これらが私たちが現在直面している問題です。」

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