Verschil tussen ICE- en EV-onderdelenproductie met behulp van spuitgieten

Sinds de productie van wat wordt beschouwd als de eerste auto op benzine in 1885 door Karl Benz, heeft de auto-industrie golven van evolutie doorgemaakt. ^[1]. De volgende fase in die evolutie zijn nieuwe energievoertuigen (NEV's). Dit zijn auto's die rijden op alternatieve energiebronnen zoals elektriciteit en waterstof, in plaats van benzine of diesel.

Van alle verschillende NEV's genieten batterij-elektrische voertuigen, die volledig rijden op elektriciteit opgeslagen in grote batterijpakketten, de voorkeur vanwege de gemakkelijke toegang tot elektriciteit. Dit heeft geleid tot een vraag naar innovaties in de productie van EV-onderdelen. Veel landen en regio's over de hele wereld, waaronder het Verenigd Koninkrijk, Canada en Denemarken, zijn van plan om tussen 2025 en 2040 te stoppen met de verkoop van voertuigen die op diesel rijden (ook wel verbrandingsmotoren of ICE's genoemd). ^[2].

China en sommige staten in de Verenigde Staten hebben zich ook tot doel gesteld om de verkoop van nieuwe lichte en middelzware diesel- en benzinevoertuigen te verbieden tegen 2035. De verschuiving in focus naar de productie van EV-onderdelen heeft een verandering in de aanpak van fabrikanten noodzakelijk gemaakt. matrijzen maken en spuitgieten.

Hoe de productie van EV-onderdelen verschilt van die van traditionele voertuigen

Nieuwe energievoertuigen hebben doorgaans minder bewegende onderdelen dan traditionele voertuigen. Bovendien worden er voor de kunststofonderdelen in NEV's meestal hogere eisen gesteld aan de precisie en prestaties. Kunststoffen met een hoge sterkte-gewichtsverhouding hebben de voorkeur om het gewicht van EV's laag te houden en de efficiëntie van de accu te verbeteren.

Om dit te bereiken wordt vaak een breder scala aan kunststoffen geïntroduceerd, waaronder composieten, technische kunststoffen en post-consumer gerecyclede harsen (PCR). De verwachte samengestelde jaarlijkse groei van de PCR automobielmarkt van 2025 tot 2030 is 11,1% ^[3]. PCR is een kosteneffectief alternatief voor nieuw plastic, wat de groeiende populariteit ervan kan verklaren.

Vitale parameters, waaronder stroomsnelheid, temperatuur en druk, moeten worden geoptimaliseerd tijdens het spuitgieten van gerecyclede kunststoffen om EV-onderdelen te maken. De mal kan worden aangepast met gespecialiseerde apparatuur, zoals ontgassingssystemen en filters, om verontreinigingen te beheersen en vluchtige stoffen te verwijderen. Als alternatief kunnen lagedruk-spuitgietsystemen worden gebruikt om de integriteit van de PCR te behouden.

De productie van EV-onderdelen met PCR verbruikt tot 80% minder energie en stoot minder broeikasgassen uit in vergelijking met nieuwe kunststoffen. Aangezien het gebruik van PCR aansluit bij het bredere doel om de CO2-voetafdruk te verkleinen en de duurzaamheid van het milieu te verbeteren, zullen autofabrikanten die hun milieuvriendelijke reputatie willen verbeteren, waarschijnlijk de voorkeur geven aan onderdelen die met dit materiaal zijn gemaakt.

Daarom is het belangrijk om samen te werken met een matrijzenmaker die de bijzonderheden van de productie van EV-onderdelen met PCR begrijpt, zodat er aangepaste matrijzen kunnen worden gemaakt die effectief met dit materiaal kunnen omgaan. Hieronder staan andere belangrijke verschillen die het proces van spuitgieten van EV-onderdelen anders maken dan bij traditionele voertuigen.

Ontwerpcomplexiteit als gevolg van onderdelenintegratie

Het belangrijkste verschil tussen NEV's en traditionele voertuigen is waarschijnlijk de manier waarop vermogen wordt opgewekt en naar de wielen wordt overgebracht. De onderstaande tabel laat zien hoe spuitgieten verschilt bij de productie van belangrijke onderdelen van ICE's en EV's.

EV-batterijbehuizingen worden bijvoorbeeld meestal gemaakt van geavanceerde composietmaterialen met een hoge sterkte-gewichtsverhouding om structurele ondersteuning te bieden, te helpen bij het thermisch beheer en de brandveiligheid te waarborgen. EV-batterijbehuizingen hebben doorgaans een complex ontwerp, dat moet worden gerealiseerd zonder dat dit ten koste gaat van hun functie. Deze en verschillende andere onderdelen vereisen ingewikkelde matrijsontwerpen met complexe schuiven, koelkanalen en, in sommige gevallen, multi-shot-spuitgietmogelijkheden.

Meer nadruk op precisie en tolerantie

De belangrijkste vereisten bij de productie van traditionele auto-onderdelen zijn meestal het uiterlijk (een glanzend oppervlak en een gladde textuur) en weerbestendigheid, terwijl de productiekosten laag moeten blijven.

Aan de andere kant ligt de nadruk bij de productie van EV-onderdelen meer op het bereiken van een hogere precisie en nauwere toleranties, vooral voor gevoelige onderdelen die verband houden met batterijsystemen en elektronische componenten. Voorgevormde EV-onderdelen moeten nauwsluitend passen, aangezien problemen met lawaai, trillingen en hardheid (NVH) opvallender zijn in EV's dan in traditionele voertuigen. ^[4]. Een hogere precisie garandeert ook de betrouwbaarheid en veiligheid van elektronische onderdelen. Bij de productie van EV-onderdelen zijn enkele ontwerpoverwegingen voor nauwe toleranties:

• Gelijkmatige wanddikte behouden: Dit helpt om te voorkomen dat kromtrekken en defecten door ongelijkmatige koeling.
• De uitwerping uit de matrijs verbeteren met ontwerphoeken: Toegevoegd om de spanning tijdens het uitwerpen te verlagen.
• De sterkte verbeteren met ribben of spanten: Het minimaliseert krimp en verbetert de sterkte van het EV-deel zonder het materiaalgebruik te verhogen.

Snellere ontwerpiteratie voor de productie van EV-onderdelen in ontwikkeling

Traditionele voertuigen hebben een evolutionair hoogtepunt bereikt. Er worden zelden grote verbeteringen aangebracht aan reeds bestaande onderdelen. Dat is niet het geval bij NEV's, die nog steeds een snel evoluerende markt zijn. Een van de grootste uitdagingen op weg naar de acceptatie van EV's is de angst voor een beperkte actieradius. Om dit probleem aan te pakken, werken fabrikanten voortdurend aan ontwerpverbeteringen om EV's lichter te maken door verschillende materialen te gebruiken, de aerodynamica te verbeteren of ze sneller te laten opladen.

Daarom omvat de productie van EV-matrijzen vaak snelle gereedschaps- en prototypingmethoden die helpen om nieuwe onderdelen sneller op de markt te brengen, in vergelijking met de langere ontwikkelingscycli die kenmerkend zijn voor de productie van de meeste traditionele auto-onderdelen.

Vergelijking van het spuitgietproces tussen EV en ICE

Naast het verschil in doel tussen de productie van ICE- en EV-onderdelen, verschilt ook het spuitgietproces. Om het spuitgietproces van EV's duurzamer te maken, wordt bijvoorbeeld gebruikgemaakt van machines die zijn geoptimaliseerd voor een lager energieverbruik, wat nauw aansluit bij hun milieuvriendelijke doelstellingen. Andere opvallende verschillen in het spuitgietproces voor de productie van EV-onderdelen zijn onder meer:

1. Het gebruik van gespecialiseerde machines voor materiaalverwerking

EV-onderdelen worden vervaardigd met behulp van composietmaterialen of hoogwaardige thermoplasten. Eigenschappen zoals chemische bestendigheid, hittebestendigheid en een hoge sterkte-gewichtsverhouding zijn doorgaans bepalend voor de keuze voor deze materialen. Deze eigenschappen garanderen de duurzaamheid van deze materialen bij gebruik voor batterijgerelateerde componenten, waar warmteontwikkeling en chemische lekkages onvermijdelijk kunnen zijn. Bijgevolg moeten matrijzen voor de productie van EV-onderdelen met behulp van deze materialen de volgende eigenschappen hebben:

• Het smeltpunt van hoogwaardige polymeren zoals PEEK kan oplopen tot 343^oC ^[5]. De matrijs moet bij deze temperatuur kunnen werken zonder te vervormen. Er worden meestal geavanceerde verwarmings- en koelsystemen gebruikt voor een gelijkmatige temperatuurregeling om inconsistente uitharding en vervorming te voorkomen.
• Matrijzen voor het vervaardigen van EV-onderdelen voor hoogwaardige toepassingen moeten worden gemaakt van zeer duurzame materialen zoals hoogwaardig staal (bijv. H13 of P20), in plaats van het goedkopere aluminium dat wordt gebruikt in standaardmatrijzen voor het vervaardigen van ICE-onderdelen.
• Het complexe ontwerp van EV's dat het gevolg is van onderdeelconsolidatie vereist vaak een nauwkeurig ontwerp van runners, gates en ontluchtingssystemen om de materiaalstroom goed te beheren en veelvoorkomende defecten te voorkomen, zoals stromingsmerken en leegtes.
• Het matrijsmateriaal voor de productie van EV-onderdelen met behulp van vezelversterkte materialen zoals koolstof- of glasvezels moet een hoge slijtvastheid hebben om bestand te zijn tegen de schurende eigenschappen van de materialen.
• Gietmachines voor de productie van EV-onderdelen zijn doorgaans meer gespecialiseerd en maken gebruik van geavanceerde hydraulische systemen die een superieure controle bieden over de injectiesnelheid, smelt temperatuur en pakkingdruk voor herhaalbaarheid en een consistente kwaliteit van de onderdelen.

2. Grotere toepassing van overmolding

De grotere focus van EV's op elektronica betekent dat er meer gebruik wordt gemaakt van technieken zoals overmolding om een goede afdichting en de gewenste functies te bereiken, zoals afdichting tegen omgevingsinvloeden, verbeterde duurzaamheid, elektrische isolatie, trillingsdemping en geluidsdemping voor een stillere rijervaring met een EV. Enkele van de EV-onderdelen die overmolding vereisen, zijn:

• Connectoren en oplaadpoorten met waterdichte afdichtingen die gevoelige onderdelen beschermen tegen stof, water en andere omgevingsfactoren.
• Overmolded behuizingen beschermen batterijcomponenten tegen mechanische belasting en extreme temperaturen.
• Elektronische regeleenheden (ECU's) worden meestal volledig omhuld met kunststof door middel van overmoldingtechnieken, waardoor ze lichter en uiterst robuust zijn.
• Deze vormtechniek wordt ook gebruikt in productie van interieuronderdelen voor EV om een gepolijste esthetiek te bereiken en het comfort te verbeteren, zoals in stuurwielen.

Hoewel spuitgieten wordt gebruikt voor het maken van traditionele ICE- en elektrische voertuigonderdelen, is de toepassing ervan in het laatste geval breder en omvat het kritieke componenten, met de nadruk op gewichtsvermindering en efficiëntie. Wanneer u op zoek bent naar een matrijzenmaker of een partner voor de productie van EV-onderdelen, zorg er dan voor dat de fabrikant deze verschillen begrijpt voor het best mogelijke resultaat.

Referenties

[1] Mercedes-Benz Group AG. (n.d.). 1885–1886: De uitvinding van de auto. Mercedes-Benz Group. Op 8 december 2025 opgehaald van https://group.mercedes-benz.com/company/tradition/company-history/1885-1886.html

[2] Internationale Raad voor Schoon Vervoer. (11 mei 2020). Het einde van de weg? Een overzicht van aankondigingen over de uitfasering van voertuigen met verbrandingsmotoren. Internationale Raad voor Schoon Vervoer. https://theicct.org/wp-content/uploads/2021/06/Combustion-engine-phase-out-briefing-may11.2020.pdf

[3] Grand View Research. (n.d.). Rapport over gerecyclede kunststoffen uit consumentenafval in de automobielmarkt. Opgehaald in april 2024, van https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/post-consumer-recycled-plastics-automotive-market-report

[4] ANSYS. (n.d.). Wat is NVH in de automobielindustrie? ANSYS. Opgehaald op 27 april 2025, van https://www.ansys.com/blog/what-is-automotive-nvh

[5] SpecialChem. (7 november 2025). Polyetheretherketon (PEEK-kunststof): eigenschappen, verwerking en toepassingen. SpecialChem. https://www.specialchem.com/plastics/guide/polyetheretherketone-peek-thermoplastic