Úgy tűnik, a Reuters kiváló forrásokkal rendelkezik a Teslában. Egy 2023. szeptember 14-i jelentés szerint nem kevesebb, mint 5 ember nyilatkozott arról, hogy a vállalat közeledik ahhoz a célhoz, hogy autói alját egy darabban öntse. A présöntés alapvetően meglehetősen egyszerű folyamat. Hozz létre egy formát, töltsd meg olvadt fémmel, hagyd kihűlni, távolítsd el a formát, és íme! Azonnali autó. Jól működik, ha Tinkertoys vagy Matchbox autókat készít, de rendkívül nehéz, ha teljes méretű járművek készítésére próbálja használni.
A Conestoga kocsikat fából készült keretekre építették. A korai autók is favázat használtak. Amikor Henry Ford megalkotta az első összeszerelősort, a norma az volt, hogy a járműveket létravázra építették – két vassínre, amelyeket keresztdarabokkal kötöttek össze. Az első unibody sorozatgyártású autó a Citroen Traction Avant volt 1934-ben, amit a következő évben a Chrysler Airflow követett.
Az unibody autók alatt nincs keret. Ehelyett a fém karosszéria úgy van megformázva és kialakítva, hogy elbírja a hajtáslánc súlyát, és védje az utasokat ütközés esetén. Az 1950-es évektől az autógyártók a japán vállalatok, például a Honda és a Toyota úttörő gyártási innovációitól ösztönözve áttértek az elsőkerék-hajtású univerzális autók gyártására.
A teljes hajtásláncot a motorral, a sebességváltóval, a differenciálművel, a hajtótengelyekkel, a rugóstagokkal és a fékekkel együtt egy külön platformra szerelték fel, amelyet alulról emeltek a helyére a futószalagon, nem pedig felülről ejtették be a motort és a sebességváltót. vázra épített autókhoz készült. A változás oka? Gyorsabb összeszerelési idők, ami alacsonyabb egységköltséget eredményezett.
Sokáig az unibody technológiát részesítették előnyben az úgynevezett gazdaságos autóknál, míg a nagyobb szedánoknál és kocsiknál a létravázat választották. Néhány hibrid is keveredett benne – olyan autók, amelyek elöl vázsínekkel egy univerzális utastérhez voltak csavarozva. A Chevy Nova és az MGB példája volt ennek a trendnek, amely nem tartott sokáig.
A Tesla a nagynyomású öntés felé fordul
A Tesla, amely megszokta, hogy megzavarja az autók gyártását, néhány évvel ezelőtt kezdett kísérletezni a nagynyomású öntvényekkel. Először a hátsó szerkezet elkészítésére összpontosított. Amikor ez sikerült, áttért az elülső szerkezet elkészítésére. A források szerint most a Tesla az első, a középső és a hátsó rész nyomás alatti öntésére összpontosít, mindezt egy műveletben.
Miért? Mivel a hagyományos gyártási technikák akár 400 egyedi sajtolást használnak, amelyeket ezután össze kell hegeszteni, csavarozni, csavarozni vagy össze kell ragasztani, hogy teljes egytestű szerkezetet készítsenek. Ha a Tesla ezt meg tudja tenni, gyártási költsége akár 50 százalékkal is csökkenhet. Ez viszont óriási nyomást fog gyakorolni minden más gyártóra, hogy reagáljanak, vagy képtelenek lesznek versenyezni.
Magától értetődik, hogy ezek a gyártók minden oldalról megtépázottnak érzik magukat, miközben a felkapott szakszervezeti munkások dörömbölnek a kapukat, és nagyobb szeletet követelnek a még megszerzett nyereségből.
Terry Woychowsk, aki 3 évtizeden át a General Motorsnál dolgozott, tud egy-két dolgot az autógyártásról. Jelenleg az amerikai Caresoft Global mérnöki vállalat elnöke. Azt mondja a Reutersnek, hogy ha a Teslának sikerül egy elektromos autó aljának nagy részét gigacastolni, az tovább zavarná az autók tervezését és gyártását. „Ez egy szteroidokat segítő eszköz. Óriási hatással van az iparágra, de nagyon nehéz feladat. Az öntvényeket nagyon nehéz elvégezni, különösen a nagyobbakat és a bonyolultabbakat.”
Két forrás szerint a Tesla új tervezési és gyártási technikái azt jelentik, hogy a vállalat az alapoktól 18-24 hónap alatt képes kifejleszteni egy autót, míg a legtöbb riválisnak jelenleg három-négy évre van szüksége. Egyetlen nagy váz – amely az első és a hátsó részt kombinálja a középső alvázzal, ahol az akkumulátor található – felhasználható egy új, kisebb elektromos autó gyártására, amelynek kiskereskedelmi ára körülbelül 25 000 dollár. Három forrás szerint a Tesla várhatóan még ebben a hónapban eldönti, hogy öntsön-e egy egy darabból álló platformot.
Jelentős kihívások előtt áll
A Tesla számára az egyik legnagyobb kihívás a nagynyomású öntvények használatában az olyan segédkeretek tervezése, amelyek üregesek, de rendelkeznek a szükséges belső bordákkal, hogy képesek legyenek eloszlatni az ütközések során fellépő erőket. A források azt állítják, hogy a brit, német, japán és egyesült államokbeli tervezési és öntési szakemberek újításai 3D nyomtatást és ipari homokot használnak.
A nagyméretű alkatrészek nagynyomású öntéséhez szükséges formák elkészítése meglehetősen költséges lehet, és jelentős kockázatokkal jár. Egy öntvényszakértő szerint a nagy fémpróbaforma elkészítése után a tervezési folyamat során a megmunkálási módosítások 100 000 dollárba kerülhetnek, vagy az öntőforma teljes újrakészítése 1,5 millió dollárba kerülhet. Egy másik szerint egy nagy fémforma teljes tervezési folyamata általában körülbelül 4 millió dollárba kerül.
Sok autógyártó úgy ítélte meg, hogy a költségek és a kockázatok túl magasak, különösen azért, mert előfordulhat, hogy a kialakításon fél tucat vagy még több módosításra van szükség ahhoz, hogy a zaj és a vibráció, az illeszkedés és a felület, az ergonómia és az ütközésállóság szempontjából tökéletes matrica legyen. De a kockázat ritkán zavarja Elon Muskot, aki elsőként késztette hátrafelé repülni a rakétákat.
Ipari homok és 3D nyomtatás
A Tesla állítólag olyan cégekhez fordult, amelyek 3D nyomtatókkal tesztformákat készítenek ipari homokból. Digitális tervfájl segítségével a kötőanyagsugárként ismert nyomtatók folyékony kötőanyagot helyeznek el egy vékony homokrétegre, és fokozatosan, rétegről rétegre alakítanak ki öntőformát, amely képes fröccsönteni az olvadt ötvözeteket. Egy forrás szerint a homoköntéssel végzett tervezési validálási eljárás költsége körülbelül 3%-a annak, ha egy fém prototípussal ugyanezt csinálnák.
Ez azt jelenti, hogy a Tesla annyiszor módosíthatja a prototípusokat, ahányszor csak szükséges, és néhány óra alatt újranyomtathat egy újat olyan cégek gépeivel, mint a Desktop Metal és az ExOne egysége. Két forrás szerint a homoköntéssel végzett tervezési érvényesítési ciklus mindössze két-három hónapig tart, míg egy fémből készült szerszám esetében hat hónaptól egy évig tart.
A nagyobb rugalmasság ellenére azonban még egy nagy akadályt le kellett küzdeni, mielőtt a nagyméretű öntvényeket sikeresen elvégezhették volna. Az öntvények előállításához használt alumíniumötvözetek másképpen viselkednek a homokból készült formákban, mint a fémből készült formákban. A korai prototípusok gyakran nem feleltek meg a Tesla specifikációinak.
Az öntési szakemberek speciális ötvözetek formulázásával, az olvadt ötvözet hűtési folyamatának finomhangolásával és a gyártás utáni hőkezeléssel léptek túl – mondta el három forrás. Ha a Tesla elégedett a homokforma prototípusával, befektethet egy végső fémformába a tömeggyártáshoz.
A források szerint a Tesla készülő kisautója/robotaxisa tökéletes lehetőséget adott arra, hogy egy EV-platformot öntsön egy darabban, főleg azért, mert egyszerűbb az alváza. A kis autóknak nincs nagy „túlnyúlása” elöl és hátul. „Olyan ez, mint egy csónak, egy akkumulátortálca, amelynek mindkét végén kis szárnyak vannak rögzítve. Ennek lenne értelme egy darabban csinálni” – mondta egy ember.
A források azt állították, hogy a Teslának még el kell döntenie, hogy milyen prést használjon, ha úgy dönt, hogy egy darabban önti az alvázat. A nagy testrészek gyors gyártásához nagyobb, 16 000 tonnás vagy nagyobb szorítóerővel rendelkező öntőgépekre lesz szükség. Az ilyen gépek drágák lesznek, és nagyobb gyárépületekre is szükség lehet.
A nagy szorítóerővel rendelkező prések nem tudják befogadni az üreges segédkeretek készítéséhez szükséges 3D-nyomtatott homokmagokat. A probléma megoldására a Tesla más típusú prést használ, amelybe az olvadt ötvözetet lassan lehet befecskendezni – ez a módszer általában jobb minőségű öntvényeket állít elő, és képes befogadni a homokmagokat.
A probléma az, hogy ez a folyamat tovább tart. „A Tesla továbbra is választhat a magas nyomást a termelékenység érdekében, vagy választhat a lassú ötvözet-befecskendezést a minőség és a sokoldalúság érdekében” – mondta az egyik ember. – Jelenleg még pénzfeldobás.
Az Elvihető
Bármilyen döntést hoz is a Tesla, annak olyan következményei lesznek, amelyek az egész autóipart világszerte begyűrűzik majd. A Tesla a jelentős árcsökkentések ellenére továbbra is nyereségesen gyártja az elektromos autókat – amit a régi autógyártók rendkívül nehezen tudnak megtenni.
Ha a Tesla nagynyomású öntvények használatával jelentősen csökkenteni tudja gyártási költségeit, akkor ezekre a vállalatokra még nagyobb gazdasági nyomás nehezedik. Nem nehéz elképzelni, hogy mi történt velük a Kodakkal és a Nokiával. Hogy ez hol hagyná el a világgazdaságot és a jelenleg hagyományos autókat gyártó dolgozókat, azt bárki találgathatja.
Forrás:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Szerző: Steve Hanley
Szerkesztette: May Jiang a MAT Aluminiumtól
Feladás időpontja: 2024-05-05
