Το Reuters φαίνεται να έχει εξαιρετικές πηγές βαθιά μέσα στην Tesla. Σε μια αναφορά με ημερομηνία 14 Σεπτεμβρίου 2023, λέει ότι τουλάχιστον 5 άτομα της είπαν ότι η εταιρεία πλησιάζει τον στόχο της να ρίξει το κάτω μέρος του αμαξώματος των αυτοκινήτων της σε ένα κομμάτι. Το Die casting είναι βασικά μια αρκετά απλή διαδικασία. Δημιουργήστε ένα καλούπι, γεμίστε το με λιωμένο μέταλλο, αφήστε το να κρυώσει, αφαιρέστε το καλούπι και voila! Στιγμιαίο αυτοκίνητο. Λειτουργεί καλά αν φτιάχνετε αυτοκίνητα Tinkertoys ή Matchbox, αλλά είναι εξαιρετικά δύσκολο αν προσπαθήσετε να το χρησιμοποιήσετε για να φτιάξετε οχήματα πλήρους μεγέθους.
Τα βαγόνια Conestoga χτίστηκαν πάνω από κουφώματα από ξύλο. Τα πρώτα αυτοκίνητα χρησιμοποιούσαν επίσης ξύλινα κουφώματα. Όταν ο Henry Ford δημιούργησε την πρώτη γραμμή συναρμολόγησης, ο κανόνας ήταν να κατασκευάζονται οχήματα σε ένα πλαίσιο σκάλας - δύο σιδερένιες ράγες δεμένες μεταξύ τους με σταυρωτά κομμάτια. Το πρώτο αυτοκίνητο παραγωγής unibody ήταν το Citroen Traction Avant το 1934, ακολουθούμενο από το Chrysler Airflow την επόμενη χρονιά.
Τα αυτοκίνητα Unibody δεν έχουν πλαίσιο από κάτω τους. Αντίθετα, το μεταλλικό σώμα είναι διαμορφωμένο και διαμορφωμένο με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί να υποστηρίξει το βάρος του συστήματος μετάδοσης κίνησης και να προστατεύσει τους επιβάτες σε περίπτωση σύγκρουσης. Ξεκινώντας από τη δεκαετία του 1950, οι αυτοκινητοβιομηχανίες, ωθημένες από τις κατασκευαστικές καινοτομίες που πρωτοστάτησαν ιαπωνικές εταιρείες όπως η Honda και η Toyota, στράφηκαν στην κατασκευή αυτοκινήτων unibody με κίνηση στους μπροστινούς τροχούς.
Ολόκληρο το σύστημα μετάδοσης κίνησης, πλήρες με κινητήρα, κιβώτιο ταχυτήτων, διαφορικό, άξονες μετάδοσης κίνησης, γόνατα και φρένα, εγκαταστάθηκε σε μια ξεχωριστή πλατφόρμα που ανυψώθηκε στη θέση του από κάτω στη γραμμή συναρμολόγησης, αντί να πέσει ο κινητήρας και το κιβώτιο ταχυτήτων από πάνω. έγινε για αυτοκίνητα κατασκευασμένα σε πλαίσιο. Ο λόγος της αλλαγής; Γρηγορότεροι χρόνοι συναρμολόγησης που οδήγησαν σε χαμηλότερο μοναδιαίο κόστος παραγωγής.
Για μεγάλο χρονικό διάστημα, η τεχνολογία unibody προτιμήθηκε για τα λεγόμενα οικονομικά αυτοκίνητα, ενώ τα πλαίσια σκάλας ήταν η επιλογή για μεγαλύτερα σεντάν και βαγόνια. Υπήρχαν μερικά υβριδικά αναμεμειγμένα - αυτοκίνητα με ράγες πλαισίου μπροστά βιδωμένα σε ένα ενιαίο χώρο επιβατών. Τα Chevy Nova και MGB ήταν παραδείγματα αυτής της τάσης, η οποία δεν κράτησε πολύ.
Η Tesla περιστρέφεται σε χύτευση υψηλής πίεσης
Η Tesla, η οποία έχει συνηθίσει να διαταράσσει τον τρόπο κατασκευής των αυτοκινήτων, άρχισε να πειραματίζεται με χύτευση υψηλής πίεσης πριν από αρκετά χρόνια. Πρώτα επικεντρώθηκε στην κατασκευή της πίσω δομής. Όταν έγινε σωστά, άλλαξε στην κατασκευή της μπροστινής κατασκευής. Τώρα, σύμφωνα με πηγές, η Tesla εστιάζει στη χύτευση με πίεση των μπροστινών, κεντρικών και πίσω τμημάτων όλα σε μία λειτουργία.
Γιατί; Επειδή οι παραδοσιακές τεχνικές κατασκευής χρησιμοποιούν έως και 400 μεμονωμένες στάμπες που στη συνέχεια πρέπει να συγκολληθούν, να βιδωθούν, να βιδωθούν ή να κολληθούν μεταξύ τους για να δημιουργήσουν μια ολοκληρωμένη ενιαία δομή. Εάν η Tesla μπορέσει να το κάνει σωστά, το κόστος κατασκευής της θα μπορούσε να μειωθεί έως και κατά 50%. Αυτό, με τη σειρά του, θα ασκήσει τεράστια πίεση σε κάθε άλλο κατασκευαστή να ανταποκριθεί ή να βρεθεί ανίκανος να ανταγωνιστεί.
Είναι αυτονόητο ότι αυτοί οι κατασκευαστές αισθάνονται χτυπημένοι από όλες τις πλευρές, καθώς οι άθλιοι συνδικαλισμένοι εργαζόμενοι χτυπούν τις πύλες και απαιτούν ένα μεγαλύτερο κομμάτι από τα κέρδη που εξακολουθούν να κερδίζονται.
Ο Terry Woychowsk, ο οποίος εργάστηκε στη General Motors για 3 δεκαετίες, γνωρίζει ένα ή δύο πράγματα για την κατασκευή αυτοκινήτων. Τώρα είναι πρόεδρος της αμερικανικής εταιρείας μηχανικών Caresoft Global. Λέει στο Reuters ότι εάν η Tesla καταφέρει να κάνει gigacast το μεγαλύτερο μέρος του κάτω αμαξώματος ενός EV, θα διαταράξει περαιτέρω τον τρόπο με τον οποίο σχεδιάζονται και κατασκευάζονται τα αυτοκίνητα. «Είναι ένας ενεργοποιητής για τα στεροειδή. Έχει τεράστιο αντίκτυπο για τη βιομηχανία, αλλά είναι ένα πολύ δύσκολο έργο. Τα κάστινγκ είναι πολύ δύσκολο να γίνουν, ειδικά όσο μεγαλύτερα και πιο περίπλοκα».
Δύο από τις πηγές είπαν ότι οι νέες τεχνικές σχεδίασης και κατασκευής της Tesla σημαίνουν ότι η εταιρεία θα μπορούσε να αναπτύξει ένα αυτοκίνητο από την αρχή σε 18 έως 24 μήνες, ενώ οι περισσότεροι αντίπαλοι μπορούν επί του παρόντος να χρειαστούν από τρία έως τέσσερα χρόνια. Ένα ενιαίο μεγάλο πλαίσιο - που συνδυάζει το μπροστινό και το πίσω τμήμα με το μεσαίο κάτω μέρος του αμαξώματος όπου βρίσκεται η μπαταρία - θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή ενός νέου, μικρότερου ηλεκτρικού αυτοκινήτου που πωλείται για περίπου 25.000 $. Η Tesla αναμενόταν να αποφασίσει αν θα χυθεί μια μονοκόμματη πλατφόρμα μόλις αυτόν τον μήνα, είπαν τρεις από τις πηγές.
Σημαντικές Προκλήσεις Μπροστά
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις για την Tesla στη χρήση χυτών υψηλής πίεσης είναι ο σχεδιασμός υποπλαισίων που είναι κούφια αλλά έχουν τις εσωτερικές νευρώσεις που χρειάζονται για να μπορούν να διαλύσουν τις δυνάμεις που εμφανίζονται κατά τη διάρκεια των συντριβών. Οι πηγές ισχυρίζονται ότι καινοτομίες από ειδικούς σχεδιασμού και χύτευσης στη Βρετανία, τη Γερμανία, την Ιαπωνία και τις Ηνωμένες Πολιτείες χρησιμοποιούν τρισδιάστατη εκτύπωση και βιομηχανική άμμο.
Η κατασκευή των καλουπιών που απαιτούνται για τη χύτευση με υψηλή πίεση μεγάλων εξαρτημάτων μπορεί να είναι αρκετά δαπανηρή και ενέχει σημαντικούς κινδύνους. Μόλις κατασκευαστεί ένα μεγάλο μεταλλικό δοκιμαστικό καλούπι, οι τροποποιήσεις μηχανικής κατεργασίας κατά τη διαδικασία σχεδιασμού θα μπορούσαν να κοστίσουν 100.000 $ κάθε φορά ή η επανάληψη του καλουπιού συνολικά μπορεί να φτάσει σε 1,5 εκατομμύρια δολάρια, σύμφωνα με έναν ειδικό χύτευσης. Ένας άλλος είπε ότι η όλη διαδικασία σχεδιασμού για ένα μεγάλο μεταλλικό καλούπι θα κόστιζε συνήθως περίπου 4 εκατομμύρια δολάρια.
Πολλές αυτοκινητοβιομηχανίες θεώρησαν ότι το κόστος και οι κίνδυνοι είναι πολύ υψηλοί, ειδικά επειδή ένας σχεδιασμός μπορεί να χρειαστεί μισή ντουζίνα ή περισσότερες τροποποιήσεις για να πετύχει ένα τέλειο καλούπι από την άποψη του θορύβου και των κραδασμών, της εφαρμογής και του φινιρίσματος, της εργονομίας και της αντοχής σε σύγκρουση. Όμως ο κίνδυνος είναι κάτι που σπάνια ενοχλεί τον Elon Musk, ο οποίος ήταν ο πρώτος που έκανε τους πυραύλους να πετούν προς τα πίσω.
Βιομηχανική άμμος & τρισδιάστατη εκτύπωση
Η Tesla φέρεται να έχει στραφεί σε εταιρείες που κατασκευάζουν δοκιμαστικά καλούπια από βιομηχανική άμμο με τρισδιάστατους εκτυπωτές. Χρησιμοποιώντας ένα ψηφιακό αρχείο σχεδίασης, οι εκτυπωτές γνωστοί ως πίδακες συνδετικού αποθέτουν έναν υγρό συνδετικό παράγοντα σε ένα λεπτό στρώμα άμμου και σταδιακά κατασκευάζουν ένα καλούπι, στρώμα προς στρώμα, που μπορεί να χυθούν λιωμένα κράματα. Σύμφωνα με μια πηγή, το κόστος της διαδικασίας επικύρωσης σχεδιασμού με χύτευση με άμμο κοστίζει περίπου το 3% του να κάνουμε το ίδιο πράγμα με ένα μεταλλικό πρωτότυπο.
Αυτό σημαίνει ότι η Tesla μπορεί να τροποποιήσει πρωτότυπα όσες φορές χρειάζεται, εκτυπώνοντας ξανά ένα νέο μέσα σε λίγες ώρες χρησιμοποιώντας μηχανήματα από εταιρείες όπως το Desktop Metal και η μονάδα ExOne του. Ο κύκλος επικύρωσης σχεδιασμού με χύτευση με άμμο διαρκεί μόνο δύο έως τρεις μήνες, ανέφεραν δύο από τις πηγές, σε σύγκριση με οπουδήποτε από έξι μήνες έως ένα χρόνο για ένα καλούπι κατασκευασμένο από μέταλλο.
Παρά τη μεγαλύτερη ευελιξία, ωστόσο, υπήρχε ακόμη ένα σημαντικό εμπόδιο που έπρεπε να ξεπεραστεί προτού πραγματοποιηθούν επιτυχώς χύτευση μεγάλης κλίμακας. Τα κράματα αλουμινίου που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή των προϊόντων χύτευσης συμπεριφέρονται διαφορετικά σε καλούπια από άμμο από ό,τι σε καλούπια από μέταλλο. Τα πρώτα πρωτότυπα συχνά απέτυχαν να πληρούν τις προδιαγραφές της Tesla.
Οι ειδικοί στο χύτευση το ξεπέρασαν αυτό δημιουργώντας ειδικά κράματα, ρυθμίζοντας τη διαδικασία ψύξης λιωμένου κράματος και καταλήγοντας σε μια θερμική επεξεργασία μετά την παραγωγή, είπαν τρεις από τις πηγές. Μόλις η Tesla είναι ικανοποιημένη με το πρωτότυπο καλούπι άμμου, μπορεί στη συνέχεια να επενδύσει σε ένα τελικό μεταλλικό καλούπι για μαζική παραγωγή.
Οι πηγές είπαν ότι το επερχόμενο μικρό αυτοκίνητο/ρομποταξί της Tesla της έδωσε την τέλεια ευκαιρία να ρίξει μια πλατφόρμα EV σε ένα κομμάτι, κυρίως επειδή το κάτω μέρος της είναι πιο απλό. Τα μικρά αυτοκίνητα δεν έχουν μεγάλη «προεξοχή» μπροστά και πίσω. «Είναι σαν ένα σκάφος κατά κάποιο τρόπο, ένας δίσκος μπαταριών με μικρά φτερά στερεωμένα και στα δύο άκρα. Αυτό θα ήταν λογικό να γίνει σε ένα κομμάτι», είπε ένα άτομο.
Οι πηγές ισχυρίστηκαν ότι η Tesla πρέπει ακόμα να αποφασίσει τι είδους πρέσα θα χρησιμοποιήσει εάν αποφασίσει να χυθεί το κάτω μέρος του αμαξώματος σε ένα κομμάτι. Για να κατασκευαστούν γρήγορα μεγάλα μέρη του σώματος θα απαιτηθούν μεγαλύτερες μηχανές χύτευσης με δύναμη σύσφιξης 16.000 τόνων ή περισσότερο. Τέτοια μηχανήματα θα είναι ακριβά και μπορεί να απαιτούν μεγαλύτερα κτίρια εργοστασίων.
Οι πρέσες με υψηλή ισχύ σύσφιξης δεν μπορούν να φιλοξενήσουν τους τρισδιάστατους εκτυπωμένους πυρήνες άμμου που απαιτούνται για την κατασκευή κοίλων υποπλαισίων. Για να λύσει αυτό το πρόβλημα, η Tesla χρησιμοποιεί έναν διαφορετικό τύπο πρέσας στην οποία μπορεί να εγχυθεί αργά λιωμένο κράμα - μια μέθοδος που τείνει να παράγει υψηλότερης ποιότητας προϊόντα χύτευσης και μπορεί να φιλοξενήσει τους πυρήνες άμμου.
Το πρόβλημα είναι: αυτή η διαδικασία διαρκεί περισσότερο. «Η Tesla θα μπορούσε ακόμα να επιλέξει την υψηλή πίεση για παραγωγικότητα ή θα μπορούσε να επιλέξει αργή έγχυση κράματος για ποιότητα και ευελιξία», είπε ένας από τους ανθρώπους. «Είναι ακόμα μια ρίψη νομίσματος σε αυτό το σημείο».
Το Takeaway
Όποια απόφαση κι αν πάρει η Tesla, θα έχει επιπτώσεις που θα κυματιστούν σε όλη την αυτοκινητοβιομηχανία παγκοσμίως. Η Tesla, παρά τις σημαντικές μειώσεις των τιμών, εξακολουθεί να βγάζει τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με κέρδος – κάτι που οι παραδοσιακές αυτοκινητοβιομηχανίες δυσκολεύονται να κάνουν.
Εάν η Tesla μπορέσει να μειώσει σημαντικά το κόστος κατασκευής της χρησιμοποιώντας χύτευση υψηλής πίεσης, αυτές οι εταιρείες θα βρίσκονται υπό ακόμη μεγαλύτερη οικονομική πίεση. Δεν είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς τι συνέβη στην Kodak και τη Nokia να τους συμβαίνει. Το πού θα άφηνε αυτό η παγκόσμια οικονομία και όλους τους εργάτες που κατασκευάζουν επί του παρόντος συμβατικά αυτοκίνητα είναι το εικασία του καθενός.
Πηγή:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Συγγραφέας: Steve Hanley
Επιμέλεια May Jiang από το MAT Aluminium
Ώρα δημοσίευσης: Ιουν-05-2024
