Reutersilla näyttää olevan erinomaiset lähteet syvällä Teslassa. 14. syyskuuta 2023 päivätyssä raportissa sanotaan, että peräti viisi ihmistä on kertonut sille, että yritys on lähestymässä tavoitettaan valaa autojensa pohja yhdeksi kappaleeksi. Painevalu on periaatteessa melko yksinkertainen prosessi. Luo muotti, täytä se sulalla metallilla, anna sen jäähtyä, poista muotti ja voila! Välitön auto. Se toimii hyvin, jos teet Tinkertoys- tai Matchbox-autoja, mutta se on erittäin vaikeaa, jos yrität käyttää sitä täysikokoisten ajoneuvojen valmistamiseen.
Conestoga-vaunut rakennettiin puurunkojen päälle. Varhaiset autot käyttivät myös puurunkoja. Kun Henry Ford loi ensimmäisen kokoonpanolinjan, normi oli rakentaa ajoneuvot tikkaiden rungolle - kahdelle rautakiskolle, jotka oli sidottu yhteen poikkipaloilla. Ensimmäinen yksirunkoinen tuotantoauto oli Citroen Traction Avant vuonna 1934, jota seurasi Chrysler Airflow seuraavana vuonna.
Unibody-autoissa ei ole runkoa alla. Sen sijaan metallirunko on muotoiltu ja muotoiltu sellaiseksi, että se kantaa voimansiirron painon ja suojaa matkustajia kolaritilanteessa. 1950-luvulta alkaen autonvalmistajat siirtyivät valmistamaan etuvetoisia yksirunkoisia autoja japanilaisten yritysten, kuten Hondan ja Toyotan, edelläkävijöitä tuotantoinnovaatioiden vauhdittamana.
Koko voimansiirto, täydellisenä moottorin, vaihteiston, tasauspyörästön, vetoakselien, tukien ja jarrujen kanssa, asennettiin erilliselle alustalle, joka nostettiin paikoilleen alhaalta kokoonpanolinjalla sen sijaan, että moottori ja vaihteisto olisi pudotettu sisään ylhäältä samalla tavalla. tehtiin rungolle rakennetuille autoille. Syy muutokseen? Nopeammat kokoonpanoajat johtivat alhaisempiin tuotantokustannuksiin.
Unibody-tekniikkaa suosittiin pitkään niin sanotuissa economy-autoissa, kun taas tikapuurungot olivat valinta suurempiin sedaneihin ja vaunuihin. Siellä oli joitain hybridejä sekoitettuna - autoja, joiden runkokiskot edessä oli pultattu yksirunkoiseen matkustajatilaan. Chevy Nova ja MGB olivat esimerkkejä tästä trendistä, joka ei kestänyt kauan.
Tesla kääntyy korkeapainevaluon
Tesla, jolla on tapana häiritä autojen valmistusta, alkoi kokeilla korkeapainevaluja useita vuosia sitten. Ensin se keskittyi takarakenteen tekemiseen. Kun se tuli oikein, se siirtyi eturakenteen valmistamiseen. Nyt lähteiden mukaan Tesla keskittyy etu-, keski- ja takaosien painevalamiseen yhdellä toimenpiteellä.
Miksi? Koska perinteiset valmistustekniikat käyttävät jopa 400 yksittäistä meistoa, jotka on sitten hitsattava, pultattava, ruuvattava tai liimattava yhteen täydellisen yksiosaisen rakenteen muodostamiseksi. Jos Tesla saa tämän oikein, sen valmistuskustannuksia voidaan leikata jopa 50 prosenttia. Tämä puolestaan asettaa valtavia paineita jokaiselle muulle valmistajalle reagoida tai huomaavat olevansa kykenemättömiä kilpailemaan.
On sanomattakin selvää, että nämä valmistajat tuntevat olonsa pahoinpideltyiksi kaikilta puolilta, kun ylimieliset ammattiyhdistystyöläiset koputtavat portteja ja vaativat suurempaa siivua kaikista edelleen ansaittavista voitoista.
Terry Woychowsk, joka työskenteli General Motorsilla 3 vuosikymmentä, tietää jotain autojen valmistuksesta. Hän on nyt yhdysvaltalaisen suunnitteluyrityksen Caresoft Globalin toimitusjohtaja. Hän kertoo Reutersille, että jos Tesla onnistuu levittämään suurimman osan sähköauton pohjasta, se häiritsisi entisestään tapaa, jolla autot suunnitellaan ja valmistetaan. "Se on steroidien mahdollistaja. Sillä on valtava merkitys teollisuudelle, mutta se on erittäin haastava tehtävä. Valutyöt ovat erittäin vaikeita tehdä, varsinkin isommat ja monimutkaisemmat."
Kaksi lähteistä sanoi, että Teslan uudet suunnittelu- ja valmistustekniikat tarkoittavat, että yritys voisi kehittää auton alusta alkaen 18–24 kuukaudessa, kun taas useimmat kilpailijat voivat tällä hetkellä kestää kolmesta neljään vuoteen. Yhdellä suurella rungolla – jossa etu- ja takaosat yhdistetään keskimmäiseen alaosaan, jossa akku on sijoitettu – voitaisiin valmistaa uusi, pienempi sähköauto, jonka vähittäismyyntihinta on noin 25 000 dollaria. Kolmen lähteen mukaan Teslan odotetaan päättävän yksiosaisen alustan die-cast-valamisesta jo tässä kuussa.
Merkittäviä haasteita edessä
Yksi Teslan suurimmista haasteista korkeapainevalujen käytössä on suunnitella apurunkoja, jotka ovat onttoja, mutta joissa on sisäiset rivat, joita tarvitaan, jotta ne pystyvät hajottamaan törmäyksissä esiintyviä voimia. Lähteet väittävät, että Britannian, Saksan, Japanin ja Yhdysvaltojen suunnittelu- ja valuasiantuntijat hyödyntävät 3D-tulostusta ja teollisuushiekkaa.
Suurten komponenttien korkeapainevalussa tarvittavien muottien valmistaminen voi olla melko kallista ja siihen liittyy huomattavia riskejä. Kun suuri metallikoemuotti on tehty, suunnitteluprosessin aikana tehtävät työstösäädöt voivat maksaa 100 000 dollaria kerralla tai muotin uusiminen voi maksaa yhden valuasiantuntijan mukaan 1,5 miljoonaa dollaria. Toinen sanoi, että koko suuren metallimuotin suunnitteluprosessi maksaisi tyypillisesti noin 4 miljoonaa dollaria.
Monet autonvalmistajat ovat pitäneet kustannuksia ja riskejä liian korkeina, varsinkin kun suunnittelu saattaa vaatia puoli tusinaa tai useampia säätöjä täydellisen meistin saavuttamiseksi melun ja tärinän, istuvuuden ja viimeistelyn, ergonomian ja törmäyskestävyyden näkökulmasta. Mutta riski on asia, joka harvoin häiritsee Elon Muskia, joka sai ensimmäisenä raketit lentämään taaksepäin.
Teollinen hiekka ja 3D-tulostus
Teslan kerrotaan kääntyneen yritysten puoleen, jotka valmistavat testimuotteja teollisuushiekasta 3D-tulostimilla. Digitaalisen suunnittelutiedoston avulla tulostimet, joita kutsutaan sideainesuihkuiksi, levittävät nestemäistä sideainetta ohuelle hiekkakerrokselle ja rakentavat vähitellen, kerros kerrokselta, muotin, joka voi painevalua sulat seokset. Erään lähteen mukaan suunnittelun validointiprosessin hinta hiekkavalulla maksaa noin 3 % saman asian tekemisestä metalliprototyypin kanssa.
Tämä tarkoittaa, että Tesla voi muokata prototyyppejä niin monta kertaa kuin tarvitaan ja tulostaa uuden muutamassa tunnissa käyttämällä koneita sellaisilta yrityksiltä kuin Desktop Metal ja sen ExOne-yksikkö. Suunnittelun validointijakso hiekkavalulla kestää vain kahdesta kolmeen kuukautta, kaksi lähteistä sanoi, kun taas metallimuotilla kuudesta kuukaudesta vuoteen.
Suuremmasta joustavuudesta huolimatta oli kuitenkin vielä yksi suuri este ylitettävänä ennen kuin suuren mittakaavan valut pystyttiin tekemään onnistuneesti. Valukappaleiden valmistukseen käytetyt alumiiniseokset käyttäytyvät eri tavalla hiekasta valmistetuissa muoteissa kuin metallimuoteissa. Varhaiset prototyypit eivät useinkaan vastanneet Teslan vaatimuksia.
Valuasiantuntijat selvisivät siitä formuloimalla erikoisseoksia, hienosäätämällä sulan metalliseoksen jäähdytysprosessia ja kehittämällä tuotannon jälkeisen lämpökäsittelyn, kolme lähteistä kertoi. Kun Tesla on tyytyväinen hiekkamuotin prototyyppiin, se voi investoida lopulliseen metallimuottiin massatuotantoa varten.
Lähteet sanoivat, että Teslan tuleva pieni auto/robotaksi on antanut sille täydellisen mahdollisuuden valaa sähköautoalusta yhtenä kappaleena, lähinnä siksi, että sen pohja on yksinkertaisempi. Pienissä autoissa ei ole suurta "ylitystä" edessä ja takana. ”Se on tavallaan kuin vene, akkulokero, jonka molemmissa päissä on pienet siivet. Se olisi järkevää tehdä yhtenä kappaleena, yksi henkilö sanoi.
Lähteet väittivät, että Teslan on vielä päätettävä, millaista puristinta käyttää, jos se päättää valaa pohjan yhtenä kappaleena. Suurten runko-osien nopea valmistaminen vaatii suurempia valukoneita, joiden puristusvoima on 16 000 tonnia tai enemmän. Tällaiset koneet ovat kalliita ja saattavat vaatia suurempia tehdasrakennuksia.
Puristimet, joilla on korkea puristusvoima, eivät sovi 3D-tulostettuihin hiekkaytimiin, joita tarvitaan onttojen apurunkojen tekemiseen. Tämän ongelman ratkaisemiseksi Tesla käyttää erityyppistä puristinta, johon sulaa metalliseosta voidaan ruiskuttaa hitaasti – menetelmällä, jolla on taipumus tuottaa korkealaatuisempia valukappaleita ja johon hiekkaytimet mahtuvat.
Ongelma on: tämä prosessi kestää kauemmin. "Tesla voisi silti valita korkean paineen tuottavuuden vuoksi tai he voisivat valita hitaan seosruiskutuksen laadun ja monipuolisuuden vuoksi", yksi ihmisistä sanoi. "Tässä vaiheessa se on edelleen kolikonheitto."
Takeaway
Millaisen päätöksen Tesla tekee, sillä on seurauksia, jotka heijastuvat koko autoteollisuuteen maailmanlaajuisesti. Tesla tuottaa huomattavista hinnanalennuksista huolimatta edelleen sähköautoja voitolla - mitä vanhojen autonvalmistajien on erittäin vaikea tehdä.
Jos Tesla pystyy leikkaamaan tuotantokustannuksiaan merkittävästi käyttämällä korkeapainevaluja, näihin yrityksiin kohdistuu vielä suurempia paineita taloudellisesti. Ei ole vaikea kuvitella, mitä Kodakille ja Nokialle tapahtui heille. Mihin tämä jättäisi maailmantalouden ja kaikki työntekijät, jotka tällä hetkellä valmistavat perinteisiä autoja, on kukaan arvattavissa.
Lähde:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Kirjailija: Steve Hanley
Toimittanut May Jiang, MAT Aluminium
Postitusaika: 05.06.2024
