Reuters wydaje się mieć doskonałe źródła głęboko w Tesli. W raporcie z 14 września 2023 r. Mówi, że nie mniej niż 5 osób powiedziało, że firma zbliża się do celu obsadzenia podwozia samochodów w jednym kawałku. Odlewanie matrycy jest w zasadzie dość prostym procesem. Utwórz formę, wypełnij ją stopionym metalem, pozwól jej ostygnąć, zdejmij formę i voila! Natychmiastowy samochód. Działa dobrze, jeśli tworzysz TinkertoY lub Matchbox Cars, ale jest to niezwykle trudne, jeśli spróbujesz go użyć do wytwarzania pojazdów w pełnym rozmiarze.
Wozy Conestoga zostały zbudowane na ramach wykonanych z drewna. Wczesne samochody używali również drewnianych ramek. Kiedy Henry Ford utworzył pierwszą linię montażową, normą było budowanie pojazdów na drabinie - dwie żelazne szyny związane z kawałkami krzyżowymi. Pierwszym samochodem produkcyjnym Unibody był Avant Citroen Traction w 1934 r., A następnie przepływ powietrza Chryslera w następnym roku.
Samochody Unibody nie mają pod nimi ramy. Zamiast tego metalowe ciało jest kształtowane i uformowane w taki sposób, że może wspierać ciężar napędu napędowego i chronić mieszkańców w przypadku awarii. Począwszy od lat pięćdziesiątych, producenci samochodów, pobudzeni przez produkcję innowacji, które są pionierem japońskich firm, takich jak Honda i Toyota, przeszli na tworzenie samochodów Unibody z napędem na przednie koła.
Cały układ napędowy, wraz z silnikiem, skrzynią biegów, różnicowych, wałów napędowych, rozpórki i hamulców, został zainstalowany na osobnej platformie, która została podniesiona na swoim miejscu z dołu na linii montażowej, zamiast upuszczać silnik i skrzynię biegów z góry w sposób od góry wykonano dla samochodów zbudowanych na ramie. Powód zmiany? Szybsze czasy montażu, które doprowadziły do niższych jednostkowych kosztów produkcji.
Przez długi czas technologia Unibody była preferowana w przypadku tak zwanych samochodów ekonomicznych, podczas gdy ramy drabinowe były wyborem dla większych sedanów i wagonów. Były kilka hybryd zmieszanych - samochody z szynami ramy z przodu przykręcone do przedziału pasażerskiego Unibody. Chevy Nova i MGB były przykładami tego trendu, który nie trwał długo.
Tesla obraca się do odlewania pod wysokim ciśnieniem
Tesla, która przyczyniła się do zakłócenia, w jaki sposób powstają samochody, zaczęła eksperymentować z odlewami pod wysokim ciśnieniem kilka lat temu. Najpierw skupił się na tworzeniu tylnej konstrukcji. Kiedy to zrobiło dobrze, zmienił się na przednią strukturę. Teraz, według źródeł, Tesla koncentruje się na odrzucaniu ciśnienia przedniej, środkowej i tylnej części w jednej operacji.
Dlaczego? Ponieważ tradycyjne techniki produkcyjne stosują do 400 indywidualnych stemplów, które następnie należy spać, przykręcić, wkręcić lub przykleić, aby stworzyć całkowitą strukturę Unibody. Jeśli Tesla uda mu się to zrobić, koszt produkcji może zostać obniżony nawet o 50 procent. To z kolei wywiera ogromną presję na każdego innego producenta, aby odpowiedział lub nie mógł konkurować.
Oczywiste jest, że ci producenci czują się zmęczeni ze wszystkich stron, ponieważ uprzywilejowani pracownicy zrzeszali się w bramy i domagają się większego kawałka wszelkich zysków.
Terry Woychowsk, który pracował w General Motors przez 3 dekady, wie coś o produkcji samochodów. Jest teraz prezesem amerykańskiej firmy inżynierskiej Caresoft Global. Mówi Reutersowi, że jeśli Tesli uda się gigakastować większość podwozia EV, dodatkowo zakłóci sposób projektowania i produkowania samochodów. „Jest to czynnikiem umożliwiającym sterydy. Ma ogromną implikację dla branży, ale jest to bardzo trudne zadanie. Odlewy są bardzo trudne, zwłaszcza większe i bardziej skomplikowane. ”
Dwa z źródeł stwierdzono, że nowe techniki projektowania i produkcji Tesli oznaczają, że firma może rozwinąć samochód od podstaw w ciągu 18 do 24 miesięcy, podczas gdy większość rywali może obecnie zająć od trzech do czterech lat. Pojedyncza duża rama - łącząca przednie i tylne sekcje ze środkowym podwoziem, w którym znajduje się akumulator - może być wykorzystywana do produkcji nowego, mniejszego samochodu elektrycznego, który sprzedaje za około 25 000 USD. Tesla miała zdecydować, czy umrzeć rzucić jednoczęściową platformę już w tym miesiącu, podały trzy źródła.
Przede wszystkim poważne wyzwania
Jednym z największych wyzwań dla TESLA w stosowaniu odlewów pod wysokim ciśnieniem jest projektowanie ramek, które są puste, ale mają wewnętrzne żeberka potrzebne do ich rozproszenia sił występujących podczas awarii. Źródła podają innowacje specjalistów od projektowania i castingu w Wielkiej Brytanii, Niemczech, Japonii i Stanach Zjednoczonych, korzystają z drukowania 3D i piasku przemysłowego.
Uczynienie form potrzebnych do odlewania dużych komponentów pod wysokim ciśnieniem może być dość drogie i wiąże się z znacznym ryzykiem. Po wykonaniu dużej metalowej formy testowej, poprawki obróbki podczas procesu projektowania mogą kosztować 100 000 USD za Go, lub według jednego specjalistę od rzucania w całkowitym przetworzeniu formy może osiągnąć 1,5 miliona dolarów. Inny powiedział, że cały proces projektowania dużej metalowej formy zwykle kosztowałby około 4 milionów dolarów.
Wielu producentów producentów uznało koszty i ryzyko za zbyt wysokie, zwłaszcza że projekt może wymagać pół tuzina lub więcej poprawek, aby osiągnąć idealną matrycę z perspektywy hałasu i wibracji, dopasowania i wykończenia, ergonomii i wypadku. Ale ryzyko jest czymś, co rzadko niepokoi Elona Muska, który jako pierwszy sprawił, że rakiety latały do tyłu.
Industrial Sand i 3D Printing
Podobno Tesla zwróciła się do firm, które wykonują formy testowe z piasku przemysłowego z drukarkami 3D. Za pomocą cyfrowego pliku projektowego drukarki znane jako strumienie spoiwa składają środek wiązania cieczy na cienką warstwę piasku i stopniowo budować pleśń, warstwę po warstwie, która może umrzeć odlewane stopione stopy. Według jednego źródła koszt walidacji projektu z odlewem piasku kosztuje około 3% robienia tego samego z metalowym prototypem.
Oznacza to, że Tesla może dostosowywać prototypy tyle razy, ile potrzeba, przedrukując nowy w ciągu kilku godzin za pomocą maszyn z firm takich jak metal stacjonarny i jego jednostka egzone. Dwa źródła podały, że cykl walidacji projektu za pomocą odlewania piasku trwa tylko do dwóch do trzech miesięcy, w porównaniu z sześć miesięcy do roku dla formy wykonanej z metalu.
Pomimo tej większej elastyczności, wciąż była jeszcze jedna poważna przeszkoda do pokonania, zanim mogłyby zostać pomyślnie wykonane odlewy na dużą skalę. Stopy aluminium używane do wytwarzania odlewów zachowują się inaczej w pleśniach wykonanych z piasku niż w formach wykonanych z metalu. Wczesne prototypy często nie spełniały specyfikacji Tesli.
Specjaliści odlecia pokonali to poprzez formułowanie specjalnych stopów, dostrajanie stopionego procesu chłodzenia stopu i wymyślając leczenie cieplne postprodukcyjną, podały trzy źródła. Gdy Tesla jest zadowolona z prototypowej formy piasku, może następnie zainwestować w końcową metalową formę do produkcji masowej.
Źródła podały, że nadchodzący mały samochód/robotaksi Tesli dał jej doskonałą okazję do obsadzenia platformy EV w jednym kawałku, głównie dlatego, że jej podwozia jest prostsza. Małe samochody nie mają dużego „zwisu” z przodu i z tyłu. „To w pewnym sensie jak łódź, bateria z małymi skrzydłami przymocowanymi do obu końców. Byłoby to sensowne w jednym kawałku ” - powiedziała jedna osoba.
Źródła twierdziły, że Tesla nadal musi zdecydować, jakiego rodzaju prasy użyć, jeśli zdecyduje się rzucić podwozie w jednym kawałku. Szybko wytwarzanie dużych części ciała będzie wymagało większych maszyn odlewniczych o mocy zacisku 16 000 ton lub więcej. Takie maszyny będą drogie i mogą wymagać większych budynków fabrycznych.
Naciśnięcia o wysokiej mocy zacisku nie mogą pomieścić rdzeni piasku z nadrukiem 3D potrzebnym do tworzenia pustych ramek. Aby rozwiązać ten problem, Tesla stosuje inny rodzaj prasy, do którego stopiony stop można wstrzykiwać powoli - metoda, która ma tendencję do wytwarzania odlewań o wyższej jakości i może pomieścić rdzenie piasku.
Problem polega na: proces ten trwa dłużej. „Tesla może nadal wybrać wysoką presję na wydajność lub mogłyby wybrać powolny stop z stopu pod względem jakości i wszechstronności”, powiedział jedna z osób. „W tym momencie wciąż jest to rzucanie monetą”.
Wynos
Niezależnie od tego, jaką decyzję podejmuje Tesla, będzie miała implikacje, które będą falować w branży motoryzacyjnej na całym świecie. Tesla, pomimo znacznych obniżek cen, wciąż zarabia samochody elektryczne - coś, co starsi producenci samochodów uważają za niezwykle trudne do zrobienia.
Jeśli Tesla może znacznie obniżyć koszty produkcji za pomocą odlewów pod wysokim ciśnieniem, firmy te będą podlegać jeszcze większej presji ekonomicznej. Nietrudno sobie wyobrazić, co się stało z Kodakem i Nokią, które się z nimi przychodzi. Tam, gdzie pozostawiłoby to światową gospodarkę i wszystkich pracowników, którzy obecnie wytwarzają konwencjonalne samochody, są zgadywani.
Źródło:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Autor: Steve Hanley
Pod redakcją May Jiang z Mat Aluminium
Czas po: 05-2024
