Reuters lijkt uitstekende bronnen diep in Tesla te hebben. In een rapport van 14 september 2023 zegt het dat niet minder dan 5 mensen het hebben verteld dat het bedrijf dicht bij zijn doel komt om de onderkant van zijn auto's in één stuk te werpen. Die casting is eigenlijk een vrij eenvoudig proces. Maak een mal, vul deze met gesmolten metaal, laat het afkoelen, verwijder de mal en voila! Instant auto. Het werkt goed als u Tinkertoys of Matchbox -auto's maakt, maar het is uiterst moeilijk als u het probeert te gebruiken om voertuigen op ware grootte te maken.
Conestoga -wagens werden gebouwd bovenop frames gemaakt van hout. Vroege auto's gebruikten ook houten frames. Toen Henry Ford de eerste assemblagelijn creëerde, was de norm om voertuigen op een ladderframe te bouwen - twee ijzeren rails samengebonden met kruisstukken. De eerste Unibody -productieauto was de Citroen Traction Avant in 1934, gevolgd door de Chrysler Airflow het volgende jaar.
Unibody -auto's hebben geen frame eronder. In plaats daarvan wordt het metalen lichaam gevormd en zodanig gevormd dat het het gewicht van de aandrijflijn kan ondersteunen en de inzittenden kan beschermen in het geval van een crash. Begin in de jaren 1950 schakelde autofabrikanten, gestimuleerd door innovaties van de productie van Japanse bedrijven zoals Honda en Toyota, over op het maken van unibody-auto's met voorwielaandrijving.
De gehele aandrijflijn, compleet met motor, transmissie, differentieel, aandrijfassen, stutten en remmen, werd geïnstalleerd op een apart platform dat van onderaf op de montagelijn werd getild, in plaats van de motor en transmissie te laten vallen van bovenaf van boven werd gedaan voor auto's gebouwd op een frame. De reden voor de verandering? Snellere montagetijden die leidden tot lagere productiekosten van productie.
Lange tijd had unibody-technologie de voorkeur voor zogenaamde economieauto's, terwijl ladderframes de keuze waren voor grotere sedans en wagons. Er waren enkele hybriden gemengd - auto's met framrails in de voorkant vastgebout aan een unibody passagierscompartiment. De Chevy Nova en MGB waren voorbeelden van deze trend, die niet lang duurden.
Tesla draait naar hogedruk gieten
Tesla, dat er een gewoonte van heeft gemaakt om te verstoren hoe auto's worden gemaakt, begon enkele jaren geleden te experimenteren met hogedrukafgietsels. Eerst was het gericht op het maken van de achterstructuur. Toen het dat goed kreeg, schakelde het over naar het maken van de voorste structuur. Volgens bronnen concentreert Tesla zich nu op druk die de voorkant, het midden en de achterste secties in één operatie werpt.
Waarom? Omdat traditionele productietechnieken maximaal 400 individuele stempels gebruiken die vervolgens moeten worden gelast, vastgebout, geschroefd of aan elkaar gelijmd om een complete unibody -structuur te maken. Als Tesla dit goed kan krijgen, kunnen de productiekosten met maximaal 50 procent worden verlaagd. Dat zal op zijn beurt een enorme druk uitoefenen op elke andere fabrikant om te reageren of te merken dat ze niet kunnen concurreren.
Het spreekt voor zich dat die fabrikanten zich van alle kanten voelen, terwijl ubonds -werknemers op de poorten bonzen en een groter stukje van welke winst nog worden verdiend, eisen.
Terry Woychowsk, die 3 decennia bij General Motors werkte, weet een en twee dingen over de productie van auto's. Hij is nu de president van het Amerikaanse ingenieursbedrijf Caresoft Global. Hij vertelt Reuters dat als Tesla erin slaagt om het grootste deel van het onderbody van een EV te gigacast, dit de manier waarop auto's zijn ontworpen en vervaardigd verder zou verstoren. “Het is een enabler op steroïden. Het heeft een enorme implicatie voor de industrie, maar het is een zeer uitdagende taak. Castings zijn erg moeilijk om te doen, vooral de grotere en des te ingewikkelder. ”
Twee van de bronnen zeiden dat het nieuwe ontwerp- en productietechnieken van Tesla betekenen dat het bedrijf in 18 tot 24 maanden een auto zou kunnen ontwikkelen, terwijl de meeste rivalen momenteel drie tot vier jaar kunnen duren. Een enkel groot frame - het combineren van de voor- en achterste delen met de middelste onderkant waar de batterij is gehuisvest - kan worden gebruikt om een nieuwe, kleinere elektrische auto te produceren die voor ongeveer $ 25.000 verkoopt. Van Tesla werd verwacht dat hij beslist of zou sterven, een platform uit één stuk cast al zodra deze maand, zeiden drie van de bronnen.
Aanzienlijke uitdagingen voor de boeg
Een van de grootste uitdagingen voor Tesla bij het gebruik van hoge druk gietstukken is het ontwerpen van subframes die hol zijn, maar de interne ribben hebben die nodig zijn om ze in staat te maken de krachten te verdrijven die tijdens crashes optreden. De bronnen beweren dat innovaties van ontwerp- en castingspecialisten in Groot -Brittannië, Duitsland, Japan en de Verenigde Staten gebruik maken van 3D -printen en industrieel zand.
Het maken van de mallen die nodig zijn voor het gieten van hoge druk van grote componenten kan vrij duur zijn en brengt aanzienlijke risico's met zich mee. Zodra een grote metalen testvorm is gemaakt, kan het bewerken van tweaks tijdens het ontwerpproces $ 100.000 per keer kosten, of het opnieuw doen van de mal zou volgens een castingspecialist op $ 1,5 miljoen kunnen komen. Een ander zei dat het hele ontwerpproces voor een grote metalen mal meestal ongeveer $ 4 miljoen zou kosten.
Veel autofabrikanten hebben de kosten en de risico's als te hoog beschouwd, vooral omdat een ontwerp misschien een half dozijn of meer tweaks nodig heeft om een perfecte dobbelsteen te bereiken vanuit het perspectief van ruis en trillingen, fit en afwerking, ergonomie en crashworthiness. Maar risico is iets dat zelden Elon Musk stoort, die de eerste was om raketten achteruit te laten vliegen.
Industrieel zand en 3D -printen
Naar verluidt heeft Tesla zich gewend tot bedrijven die testvormen maken van industrieel zand met 3D -printers. Met behulp van een digitaal ontwerpbestand storten printers bekend als bindmiddeljets een vloeistofbindingsmiddel op een dunne laag zand en bouwen geleidelijk een mal, laag op laag, die gesmolten legeringen kan sterven. Volgens één bron kosten de kosten van het ontwerpvalidatieproces met zandgieten ongeveer 3% van hetzelfde doen met een metalen prototype.
Dat betekent dat Tesla prototypes zo vaak als nodig kan aanpassen, een nieuwe uren herdrukt, met behulp van machines van bedrijven zoals Desktop Metal en de Exone -eenheid. De ontwerpvalidatiecyclus met behulp van zandgieten duurt slechts twee tot drie maanden, zeiden twee van de bronnen, vergeleken met overal van zes maanden tot een jaar voor een mal gemaakt van metaal.
Ondanks die grotere flexibiliteit was er echter nog een grote hindernis om te overwinnen voordat grootschalige gietstukken succesvol konden worden gemaakt. De aluminiumlegeringen die worden gebruikt om de gietstukken te produceren zich anders gedragen zich in schimmels gemaakt van zand dan in schimmels gemaakt van metaal. Vroege prototypes kwamen vaak niet aan de specificaties van Tesla.
De casting-specialisten overwonnen dat door het formuleren van speciale legeringen, het fijnafstellen van het gekoelingsproces van gesmolten legering en het bedenken van een warmtebehandeling na de productie, drie van de bronnen zeiden. Zodra Tesla tevreden is met de prototype zandvorm, kan deze vervolgens investeren in een uiteindelijke metaalvorm voor massaproductie.
De bronnen zeiden dat Tesla's aankomende kleine auto/Robotaxi het een perfecte gelegenheid heeft gegeven om een EV -platform in één stuk te casten, vooral omdat de Underbody eenvoudiger is. Kleine auto's hebben geen grote "overhang" aan de voorkant en de achterkant. “Het is op een manier als een boot, een batterijlade met kleine vleugels die aan beide uiteinden zijn bevestigd. Dat zou logisch zijn om in één stuk te doen, 'zei een persoon.
De bronnen beweerden dat Tesla nog steeds moet beslissen wat voor soort pers te gebruiken als het besluit de onderbodem in één stuk te werpen. Om snel grote lichaamsdelen te produceren, vereisen grotere gietmachines met klemkracht van 16.000 ton of meer. Dergelijke machines zullen duur zijn en kunnen grotere fabrieksgebouwen vereisen.
Perses met een hoog klemvermogen kunnen niet geschikt zijn voor de 3D-geprinte zandkernen die nodig zijn om holle subframes te maken. Om dat probleem op te lossen, gebruikt Tesla een ander type pers waarin gesmolten legering langzaam kan worden geïnjecteerd - een methode die de neiging heeft gietstukken van hogere kwaliteit te produceren en de zandkernen kan herbergen.
Het probleem is: dat proces duurt langer. "Tesla zou nog steeds kunnen kiezen voor hoge druk voor productiviteit, of ze kunnen kiezen voor een trage legeringsinjectie voor kwaliteit en veelzijdigheid," zei een van de mensen. "Het is op dit moment nog steeds een muntworp."
De afhaalmaaltijden
Wat Tesla ook neemt, het zal implicaties hebben die wereldwijd door de auto -industrie zullen rimpelen. Tesla maakt, ondanks aanzienlijke prijsverlagingen, nog steeds elektrische auto's met een winst - iets waarmee oude autofabrikanten extreem moeilijk zijn om te doen.
Als Tesla de productiekosten aanzienlijk kan verkleinen door castings uit de hogedruk te gebruiken, zullen die bedrijven economisch een nog grotere druk hebben. Het is niet moeilijk om je voor te stellen wat er met Kodak en Nokia met hen overkomen. Waar dat de wereldeconomie zou verlaten en alle werknemers die momenteel conventionele auto's maken, is een gok.
Bron:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-Piece-casting-technology/
Auteur: Steve Hanley
Bewerkt door May Jiang van Mat Aluminium
Posttijd: Jun-05-2024
