Reuters ser ut til å ha utmerkede kilder dypt inne i Tesla. I en rapport datert 14. september 2023, sier den at ikke færre enn 5 personer har fortalt at selskapet kommer nær målet om å kaste underkroppen på bilene sine i ett stykke. Die casting er i utgangspunktet en ganske enkel prosess. Lag en form, fyll den med smeltet metall, la den avkjøles, fjerne formen og voila! Øyeblikkelig bil. Det fungerer bra hvis du lager Tinkertoys eller Matchbox -biler, men det er ekstremt vanskelig hvis du prøver å bruke den til å lage kjøretøyer i full størrelse.
Conestoga -vogner ble bygget på toppen av rammer laget av tømmer. Tidlige biler brukte også trerammer. Da Henry Ford opprettet den første samlebåndet, var normen å bygge kjøretøyer på en stigeramme - to jernskinner bundet sammen med tverrstykker. Den første Unibody -produksjonsbilen var Citroen Traction Avant i 1934, etterfulgt av Chrysler Airflow året etter.
Unibody -biler har ingen ramme under dem. I stedet er metalllegemet formet og dannet på en slik måte at den kan støtte vekten av drivlinjen og beskytte beboerne i tilfelle et krasj. Fra 1950-tallet byttet bilprodusenter, ansporet av å produsere innovasjoner som var pioner av japanske selskaper som Honda og Toyota, til å lage unibody-biler med forhjulsdrift.
Hele drivlinjen, komplett med motor, girkasse, differensial, drivaksler, stag og bremser, ble installert på en egen plattform som ble løftet på plass nedenfra på samlebåndet, i stedet for å slippe motoren og girkassen inn ovenfra veien den ble gjort for biler bygget på en ramme. Årsaken til endringen? Raskere monteringstider som førte til lavere enhetskostnader for produksjon.
I lang tid ble unibody-teknologi foretrukket for såkalte økonomibiler mens stigerammer var valget for større sedans og vogner. Det var noen hybrider blandet i - biler med rammeskinner foran boltet til et unibody passasjerrom. Chevy Nova og MGB var eksempler på denne trenden, som ikke varte lenge.
Tesla svinger til støping med høyt trykk
Tesla, som har gjort en vane å forstyrre hvordan biler lages, begynte å eksperimentere med høytrykksstøping for flere år siden. Først fokuserte det på å lage bakstrukturen. Da den fikk den riktig, byttet den til å lage frontstrukturen. Nå, ifølge kilder, fokuserer Tesla på trykk som støper fronten, midten og bakre seksjoner alt i en operasjon.
Hvorfor? Fordi tradisjonelle produksjonsteknikker bruker opptil 400 individuelle stemplinger som deretter må sveises, boltet, skrues eller limes sammen for å lage en komplett unibody -struktur. Hvis Tesla kan få denne riktig, kan produksjonskostnadene bli skåret med opptil 50 prosent. Det på sin side vil legge et enormt press på alle andre produsenter for å svare eller finne seg i stand til å konkurrere.
Det sier seg selv at produsentene føler seg slått fra alle sider, da den store fagforeningsarbeiderne banker på portene og krever en større del av uansett overskudd som fremdeles blir tjent.
Terry Woychowsk, som jobbet på General Motors i 3 tiår, vet en ting eller to om å produsere biler. Han er nå president i det amerikanske ingeniørfirmaet Caresoft Global. Han forteller Reuters at hvis Tesla klarer å gigacast det meste av underkroppen til en EV, vil det ytterligere forstyrre måten biler er designet og produsert. “Det er en enabler på steroider. Det har en enorm implikasjon for bransjen, men det er en veldig utfordrende oppgave. Castings er veldig vanskelig å gjøre, spesielt de større og mer kompliserte. ”
To av kildene sa at Teslas nye design- og produksjonsteknikker betyr at selskapet kan utvikle en bil fra grunnen av på 18 til 24 måneder, mens de fleste rivaler foreløpig kan ta alt fra tre til fire år. En enkelt stor ramme - som kombinerer front- og bakseksjonene med midtre underkroppen der batteriet er plassert - kan brukes til å produsere en ny, mindre elbil som koster rundt 25 000 dollar. Tesla var forventet å avgjøre om de skulle kaste en plattform i ett stykke så snart denne måneden, sier tre av kildene.
Betydelige utfordringer fremover
En av de største utfordringene for Tesla i å bruke støping med høyt trykk er å designe underrammer som er hule, men har de indre ribbeina som trengs for å gjøre dem i stand til å spre kreftene som oppstår under krasj. Kildene hevder innovasjoner fra design- og casting -spesialister i Storbritannia, Tyskland, Japan og USA benytter seg av 3D -utskrift og industriell sand.
Å gjøre formene som trengs for støping av høye trykk av store komponenter kan være ganske dyrt og kommer med betydelig risiko. Når en stor metalltestform er blitt laget, kan maskinering av tweaks under designprosessen koste 100 000 dollar per gang, eller å gjøre om formen til sammen, kan komme til 1,5 millioner dollar, ifølge en casting -spesialist. En annen sa at hele designprosessen for en stor metallform vil vanligvis koste rundt 4 millioner dollar.
Mange bilprodusenter har ansett kostnadene og risikoen for å være for høye, spesielt siden en design kan trenge et halvt dusin eller flere justeringer for å oppnå en perfekt dør av perspektivet på støy og vibrasjoner, passform og finish, ergonomi og krasjverdighet. Men risiko er noe som sjelden plager Elon Musk, som var den første som fikk Rockets til å fly bakover.
Industriell sand og 3D -utskrift
Tesla har angivelig henvendt seg til firmaer som lager testformer av industriell sand med 3D -skrivere. Ved hjelp av en digital designfil, skriver skrivere kjent som bindemiddelstråler et flytende bindingsmiddel på et tynt lag med sand og gradvis bygger en form, lag for lag, som kan dø støpt smeltede legeringer. I følge en kilde koster kostnadene for designvalideringsprosessen med sandstøping omtrent 3% av å gjøre det samme med en metallprototype.
Det betyr at Tesla kan finpusse prototyper så mange ganger som nødvendig, og trykke en ny i løpet av timer ved å bruke maskiner fra selskaper som Desktop Metal og dens eksone -enhet. Designvalideringssyklusen ved bruk av sandstøping tar bare to til tre måneder, sa to av kildene, sammenlignet med alt fra seks måneder til et år for en form laget av metall.
Til tross for den større fleksibiliteten, var det imidlertid fortsatt et stort hinder å overvinne før støping i stor skala kunne gjøres. Aluminiumslegeringene som brukes til å produsere støpene oppfører seg annerledes i muggsopp laget av sand enn de gjør i muggsopp laget av metall. Tidlige prototyper klarte ofte ikke å oppfylle Teslas spesifikasjoner.
Rollespesialistene overvant at ved å formulere spesielle legeringer, finjustere den smeltede legeringskjølingsprosessen og komme med en varmebehandling etter produksjonen, opplyser tre av kildene. Når Tesla er fornøyd med prototypens sandform, kan den deretter investere i en endelig metallform for masseproduksjon.
Kildene sa at Teslas kommende småbil/robotaxi har gitt det en perfekt mulighet til å kaste en EV -plattform i ett stykke, hovedsakelig fordi underkroppen er enklere. Små biler har ikke et stort "overheng" foran og bak. “Det er som en båt på en måte, et batteribrett med små vinger festet til begge ender. Det ville være fornuftig å gjøre i ett stykke, ”sa en person.
Kildene hevdet at Tesla fremdeles må bestemme hva slags press som skal brukes hvis den bestemmer seg for å kaste underkroppen i ett stykke. For å produsere store kroppsdeler vil det raskt kreve større støpemaskiner med klemmekraft på 16 000 tonn eller mer. Slike maskiner vil være dyre og kan kreve større fabrikkbygg.
Presser med høy klemmekraft kan ikke imøtekomme de 3D-trykte sandkjernene som er nødvendige for å lage hule underrammer. For å løse dette problemet bruker Tesla en annen type press som smeltet legering kan injiseres sakte - en metode som har en tendens til å produsere støping av høyere kvalitet og kan imøtekomme sandkjernene.
Problemet er: den prosessen tar lengre tid. "Tesla kan fortsatt velge høyt trykk for produktivitet, eller de kan velge sakte legeringsinjeksjon for kvalitet og allsidighet," sa en av personene. "Det er fremdeles en myntkast på dette tidspunktet."
Takeaway
Uansett hvilken beslutning Tesla tar, vil det ha implikasjoner som vil krusne gjennom bilbransjen over hele verden. Tesla, til tross for betydelige priskutt, tjener fortsatt elbiler med overskudd - noe Legacy -bilprodusenter synes er ekstremt vanskelig å gjøre.
Hvis Tesla kan trimme kostnadene for å produsere betydelig ved å bruke høytrykksstøping, vil disse selskapene være under enda større press økonomisk. Det er ikke vanskelig å forestille seg hva som skjedde med at Kodak og Nokia skjedde med dem. Hvor det vil forlate verdensøkonomien og alle arbeidere som for tiden lager konvensjonelle biler, er noen gjetning.
Kilde:https://cleantchnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Forfatter: Steve Hanley
Redigert av May Jiang fra Mat Aluminium
Post Time: Jun-05-2024
