Parece que Reuters ten excelentes fontes dentro de Tesla. Nun informe con data do 14 de setembro de 2023, di que non menos de 5 persoas lle dixeron que a empresa está a achegarse ao seu obxectivo de fundir a parte inferior dos seus coches nunha soa peza. A fundición a presión é basicamente un proceso bastante sinxelo. Crea un molde, éncheo con metal fundido, déixao arrefriar, retira o molde e listo! Coche instantáneo. Funciona ben se estás a fabricar coches Tinkertoys ou Matchbox, pero é extremadamente difícil se intentas usalo para fabricar vehículos de tamaño completo.
Os vagóns Conestoga construíanse sobre bastidores de madeira. Os primeiros automóbiles tamén usaban bastidores de madeira. Cando Henry Ford creou a primeira liña de montaxe, a norma era construír vehículos sobre un bastidor de escaleira: dous carrís de ferro unidos por pezas transversais. O primeiro coche de produción unibody foi o Citroën Traction Avant en 1934, seguido polo Chrysler Airflow ao ano seguinte.
Os coches monocasco non teñen chasis debaixo. En vez diso, a carrozaría metálica ten unha forma e unha forma que poden soportar o peso da transmisión e protexer os ocupantes en caso de accidente. A partir da década de 1950, os fabricantes de automóbiles, impulsados polas innovacións en fabricación iniciadas por empresas xaponesas como Honda e Toyota, pasaron a fabricar coches monocasco con tracción dianteira.
Todo o sistema de propulsión, incluído o motor, a transmisión, o diferencial, os eixes de transmisión, os amortecedores e os freos, instalouse nunha plataforma separada que se levantou desde abaixo na liña de montaxe, en lugar de colocar o motor e a transmisión desde arriba como se facía nos coches construídos sobre un bastidor. A razón do cambio? Tempos de montaxe máis rápidos, o que levou a custos de produción unitarios máis baixos.
Durante moito tempo, a tecnoloxía unibody preferiuse para os chamados coches económicos, mentres que os chasis de escaleira eran a escolla para os sedáns e vagones máis grandes. Mesturáronse algúns híbridos: coches con raís de chasis dianteiros aparafusados a un compartimento de pasaxeiros unibody. O Chevy Nova e o MGB foron exemplos desta tendencia, que non durou moito.
Tesla pivota cara á fundición a alta presión
Tesla, que ten o costume de revolucionar a fabricación de automóbiles, comezou a experimentar con pezas fundidas a alta presión hai varios anos. Primeiro centrouse en fabricar a estrutura traseira. Cando acertou, pasou a fabricar a estrutura dianteira. Agora, segundo as fontes, Tesla está a centrarse na fundición a presión das seccións dianteira, central e traseira nunha soa operación.
Por que? Porque as técnicas de fabricación tradicionais empregan ata 400 pezas estampadas individuais que logo teñen que ser soldadas, aparafusadas, roscadas ou pegadas para formar unha estrutura monocasco completa. Se Tesla consegue facelo ben, o seu custo de fabricación podería reducirse ata nun 50 por cento. Iso, á súa vez, exercerá unha enorme presión sobre todos os demais fabricantes para que respondan ou se verán incapaces de competir.
Non fai falta dicir que eses fabricantes se senten golpeados por todos os lados mentres os traballadores sindicalizados arrogantes golpean as portas e esixen unha maior parte dos beneficios que aínda se obteñen.
Terry Woychowsk, que traballou en General Motors durante tres décadas, sabe un par de cousas sobre a fabricación de automóbiles. Agora é o presidente da empresa de enxeñaría estadounidense Caresoft Global. Declarou a Reuters que se Tesla consegue facer gigacast da maior parte dos baixos dun vehículo eléctrico, iso revolucionaría aínda máis a forma en que se deseñan e fabrican os coches. «É un facilitador con esteroides. Ten unha enorme implicación para a industria, pero é unha tarefa moi complexa. As pezas fundidas son moi difíciles de facer, especialmente as máis grandes e complicadas».
Dúas das fontes dixeron que as novas técnicas de deseño e fabricación de Tesla significan que a empresa podería desenvolver un coche desde cero en 18 a 24 meses, mentres que a maioría dos rivais poden tardar actualmente entre tres e catro anos. Un único chasis grande (que combina as seccións dianteira e traseira coa parte inferior central onde se aloxa a batería) podería usarse para fabricar un novo coche eléctrico máis pequeno que se venda por uns 25.000 dólares. Esperábase que Tesla decidise se fundiría unha plataforma dunha soa peza este mesmo mes, segundo tres das fontes.
Desafíos significativos por diante
Un dos maiores desafíos para Tesla no uso de pezas fundidas a alta presión é deseñar subchasis ocos pero con nervaduras internas necesarias para disipar as forzas que se producen durante os accidentes. As fontes afirman que as innovacións dos especialistas en deseño e fundición en Gran Bretaña, Alemaña, Xapón e Estados Unidos empregan a impresión 3D e area industrial.
Fabricar os moldes necesarios para a fundición a alta presión de compoñentes grandes pode ser bastante caro e conleva riscos considerables. Unha vez feito un molde de proba de metal grande, os axustes de mecanizado durante o proceso de deseño poderían custar 100.000 dólares por intento, ou refacer o molde por completo podería chegar aos 1,5 millóns de dólares, segundo un especialista en fundición. Outro dixo que todo o proceso de deseño dun molde de metal grande custaría normalmente uns 4 millóns de dólares.
Moitos fabricantes de automóbiles consideraron que o custo e os riscos son demasiado altos, especialmente porque un deseño pode precisar media ducia ou máis de axustes para conseguir un dado perfecto desde a perspectiva do ruído e a vibración, o axuste e o acabado, a ergonomía e a resistencia aos choques. Pero o risco é algo que raramente preocupa a Elon Musk, que foi o primeiro en facer que os foguetes voasen cara atrás.
Area industrial e impresión 3D
Segundo se informa, Tesla recorreu a empresas que fabrican moldes de proba con area industrial con impresoras 3D. Usando un ficheiro de deseño dixital, as impresoras coñecidas como "binder chorros" depositan un axente aglutinante líquido sobre unha capa fina de area e constrúen gradualmente un molde, capa por capa, que pode fundir aliaxes fundidas a presión. Segundo unha fonte, o custo do proceso de validación do deseño con fundición en area custa aproximadamente o 3 % de facer o mesmo cun prototipo de metal.
Iso significa que Tesla pode modificar prototipos tantas veces como sexa necesario, reimprimindo un novo en cuestión de horas usando máquinas de empresas como Desktop Metal e a súa unidade ExOne. O ciclo de validación do deseño mediante fundición en area só leva de dous a tres meses, segundo dúas das fontes, en comparación cos seis meses ou un ano que leva un molde feito de metal.
A pesar desa maior flexibilidade, aínda había un obstáculo importante que superar antes de que se puidesen fabricar con éxito pezas fundidas a grande escala. As aliaxes de aluminio empregadas para producir as pezas fundidas compórtanse de forma diferente en moldes feitos de area que en moldes feitos de metal. Os primeiros prototipos a miúdo non cumprían as especificacións de Tesla.
Os especialistas en fundición superaron iso formulando aliaxes especiais, axustando o proceso de arrefriamento da aliaxe fundida e ideando un tratamento térmico de posprodución, segundo tres das fontes. Unha vez que Tesla estea satisfeita co prototipo de molde de area, pode investir nun molde metálico final para a produción en masa.
As fontes dixeron que o próximo coche pequeno/robottaxi de Tesla lle deu a oportunidade perfecta para construír unha plataforma de vehículo eléctrico dunha soa peza, principalmente porque a súa carrocería é máis sinxela. Os coches pequenos non teñen un gran "voladizo" na parte dianteira e traseira. "É coma un barco nun certo sentido, unha bandexa de batería con pequenas ás unidas a ambos extremos. Iso tería sentido facelo dunha soa peza", dixo unha persoa.
As fontes afirmaron que Tesla aínda ten que decidir que tipo de prensa usar se decide fundir os baixos dunha soa peza. Para fabricar pezas grandes da carrozaría rapidamente, requírense máquinas de fundición máis grandes cunha potencia de suxeición de 16.000 toneladas ou máis. Estas máquinas serán caras e poden requirir naves de fábrica máis grandes.
As prensas con alta potencia de suxeición non poden aloxar os núcleos de area impresos en 3D necesarios para fabricar subchasis ocos. Para solucionar ese problema, Tesla está a usar un tipo diferente de prensa na que se pode inxectar lentamente aliaxe fundida, un método que tende a producir pezas fundidas de maior calidade e pode aloxar os núcleos de area.
O problema é que ese proceso leva máis tempo. «Tesla aínda podería optar por alta presión para maior produtividade, ou podería optar pola inxección lenta de aliaxe para maior calidade e versatilidade», dixo unha das persoas. «Neste momento, aínda é cuestión de tempo».
A comida para levar
Sexa cal sexa a decisión que tome Tesla, terá implicacións que se estenderán por toda a industria automobilística de todo o mundo. Tesla, a pesar dos importantes recortes de prezos, segue fabricando coches eléctricos con beneficios, algo que os fabricantes de automóbiles tradicionais están a ter moitas dificultades para facer.
Se Tesla consegue recortar significativamente os seus custos de fabricación empregando pezas fundidas a alta presión, esas empresas estarán baixo unha presión económica aínda maior. Non é difícil imaxinar o que lles aconteceu a Kodak e a Nokia. Ninguén sabe onde quedaría a economía mundial e a todos os traballadores que fabrican actualmente coches convencionais.
Orixe:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Autor: Steve Hanley
Editado por May Jiang de MAT Aluminum
Data de publicación: 05-06-2024
