Reuters parece ter excelentes fontes dentro de Tesla. Nun informe do 14 de setembro de 2023, di que nada menos que 5 persoas dixéronlle que a compañía se está achegando ao seu obxectivo de fundir os baixos dos seus coches nunha soa peza. A fundición a presión é basicamente un proceso bastante sinxelo. Crea un molde, encheo de metal fundido, deixa arrefriar, retira o molde e listo! Coche instantáneo. Funciona ben se estás facendo coches Tinkertoys ou Matchbox, pero é moi difícil se intentas usalo para facer vehículos de tamaño completo.
Os vagóns de Conestoga construíronse sobre armazóns de madeira. Os primeiros automóbiles tamén usaban marcos de madeira. Cando Henry Ford creou a primeira liña de montaxe, a norma era construír vehículos sobre un marco de escaleira: dous carrís de ferro atados con pezas transversales. O primeiro coche monocarro de produción foi o Citroen Traction Avant en 1934, seguido do Chrysler Airflow ao ano seguinte.
Os coches unibody non teñen marco debaixo deles. Pola contra, a carrocería metálica está conformada e formada de forma que poida soportar o peso da transmisión e protexer aos ocupantes en caso de choque. A partir da década de 1950, os fabricantes de automóbiles, impulsados polas innovacións de fabricación iniciadas por empresas xaponesas como Honda e Toyota, pasaron a fabricar coches monocarro con tracción dianteira.
Todo o tren motriz, completo con motor, transmisión, diferencial, eixes de transmisión, puntais e freos, instalouse nunha plataforma separada que se levantou desde abaixo na liña de montaxe, en lugar de deixar caer o motor e a transmisión desde arriba como facía. fíxose para coches construídos sobre un bastidor. O motivo do cambio? Tempos de montaxe máis rápidos o que provocou un menor custo unitario de produción.
Durante moito tempo, a tecnoloxía unibody foi preferida para os chamados coches económicos, mentres que os marcos de escaleiras foron a opción para os sedans e vagóns máis grandes. Había algúns híbridos mesturados: coches con carrís de cadro na parte dianteira atornillados a un compartimento de pasaxeiros unibody. O Chevy Nova e o MGB foron exemplos desta tendencia, que non durou moito.
Tesla pivota á fundición a alta presión
Tesla, que ten o hábito de alterar a forma en que se fabrican os automóbiles, comezou a experimentar con fundicións a alta presión hai varios anos. Primeiro centrouse en facer a estrutura traseira. Cando se fixo así, pasou a facer a estrutura frontal. Agora, segundo fontes, Tesla céntrase na fundición a presión das seccións dianteira, central e traseira nunha soa operación.
Por que? Porque as técnicas de fabricación tradicionais usan ata 400 estampados individuais que despois teñen que soldarse, atornillarse, atornillarse ou pegarse para facer unha estrutura unibody completa. Se Tesla pode acertar, o seu custo de fabricación podería reducirse ata un 50 por cento. Iso, á súa vez, suporá unha enorme presión sobre todos os outros fabricantes para que respondan ou se atopen incapaces de competir.
Sobra dicir que eses fabricantes están a sentirse maltratados por todos os lados mentres os traballadores sindicados están petando nas portas e esixindo unha parte máis grande dos beneficios que aínda se están a conseguir.
Terry Woychowsk, que traballou en General Motors durante 3 décadas, sabe unha ou dúas cousas sobre a fabricación de automóbiles. Agora é o presidente da empresa estadounidense de enxeñería Caresoft Global. Dille a Reuters que se Tesla consegue facer gigacast a maior parte da carrocería dun vehículo eléctrico, perturbaría aínda máis a forma en que se deseñan e fabrican os coches. "É un habilitador de esteroides. Ten unha enorme implicación para a industria, pero é unha tarefa moi desafiante. Os castings son moi difíciles de facer, sobre todo os máis grandes e complicados".
Dúas das fontes dixeron que as novas técnicas de deseño e fabricación de Tesla significan que a compañía podería desenvolver un coche desde cero en 18 a 24 meses, mentres que a maioría dos rivais actualmente poden levar entre tres e catro anos. Un único cadro grande, que combina as seccións dianteira e traseira coa parte inferior do medio onde se aloxa a batería, podería usarse para fabricar un coche eléctrico novo e máis pequeno que se vende por uns 25.000 dólares. Espérase que Tesla decida se a fundición dunha plataforma dunha peza tan pronto como este mes, dixeron tres das fontes.
Retos significativos por diante
Un dos maiores desafíos para Tesla ao usar pezas de fundición a alta presión é deseñar submarcos que sexan ocos pero que teñan as nervaduras internas necesarias para que sexan capaces de disipar as forzas que se producen durante os accidentes. As fontes afirman que as innovacións de especialistas en deseño e fundición en Gran Bretaña, Alemaña, Xapón e Estados Unidos fan uso da impresión 3D e da area industrial.
Facer os moldes necesarios para a fundición a alta presión de compoñentes grandes pode ser bastante caro e conleva riscos considerables. Unha vez que se fixo un molde de proba de metal grande, os axustes de mecanizado durante o proceso de deseño poderían custar 100.000 dólares por vez, ou refacer o molde por completo podería chegar a 1,5 millóns de dólares, segundo un especialista en fundición. Outro dixo que todo o proceso de deseño dun molde de metal grande normalmente custaría uns 4 millóns de dólares.
Moitos fabricantes de automóbiles consideraron que o custo e os riscos son demasiado altos, especialmente porque un deseño pode necesitar media ducia ou máis de axustes para conseguir unha matriz perfecta desde a perspectiva do ruído e as vibracións, o axuste e o acabado, a ergonomía e a resistencia ao choque. Pero o risco é algo que raramente molesta a Elon Musk, que foi o primeiro en facer voar os foguetes cara atrás.
Area industrial e impresión 3D
Segundo informou, Tesla recorreu a empresas que fabrican moldes de proba de area industrial con impresoras 3D. Usando un ficheiro de deseño dixital, as impresoras coñecidas como chorros de aglutinante depositan un axente aglutinante líquido sobre unha fina capa de area e constrúen gradualmente un molde, capa por capa, que pode fundir aliaxes fundidas. Segundo unha fonte, o custo do proceso de validación do deseño con fundición en area custa preto do 3% de facer o mesmo cun prototipo de metal.
Isto significa que Tesla pode modificar os 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 con entre seis meses e un ano para un molde feito de metal.
Non obstante, a pesar desa maior flexibilidade, aínda quedaba un obstáculo máis importante que superar antes de que os castings a gran escala puidesen realizarse con éxito. As aliaxes de aluminio utilizadas para producir as fundicións compórtanse de forma diferente nos moldes de area que nos moldes de metal. Os primeiros prototipos moitas veces non cumpriron as especificacións de Tesla.
Os especialistas en fundición superaron isto formulando aliaxes especiais, afinando o proceso de refrixeración da aliaxe fundida e elaborando un tratamento térmico de posprodución, dixeron tres das fontes. Unha vez que Tesla está satisfeito co prototipo de molde de area, pode investir nun molde de metal final para a produción en masa.
As fontes dixeron que o próximo coche/robotaxi pequeno de Tesla deulle unha oportunidade perfecta para lanzar unha plataforma de vehículos eléctricos dunha soa peza, principalmente porque a súa parte inferior é máis sinxela. Os coches pequenos non teñen un gran "voladizo" na parte dianteira e traseira. “En certo modo é como un barco, unha bandexa de batería con pequenas ás pegadas nos dous 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 a carrocería nunha soa peza. Para fabricar grandes pezas de carrocería rapidamente necesitará máquinas de fundición máis grandes cunha potencia de suxeición de 16.000 toneladas ou máis. Tales máquinas serán caras e poden requirir edificios de fábrica máis grandes.
As prensas con alto poder de suxeición non poden acomodar os núcleos de area impresos en 3D necesarios para facer submarcos ocos. Para resolver ese problema, Tesla está a usar un tipo diferente de prensa na que se pode inxectar lentamente a aliaxe fundida, un método que tende a producir pezas de fundición de maior calidade e pode acomodar os núcleos de area.
O problema é: ese proceso leva máis tempo. "Tesla aínda podería escoller a alta presión para a produtividade, ou poderían escoller a inxección de aliaxe lenta para a calidade e versatilidade", dixo unha das persoas. "Neste momento aínda é un lanzamento de moedas".
O Takeaway
Sexa cal sexa a decisión que tome Tesla, terá implicacións que afectarán a toda a industria automotriz en todo o mundo. Tesla, a pesar dos importantes recortes de prezos, segue facendo que os coches eléctricos teñan un beneficio, algo que os fabricantes de automóbiles están atopando moi difícil de facer.
Se Tesla pode reducir os seus custos de fabricación de forma significativa mediante o uso de pezas de fundición a alta presión, esas empresas terán unha presión aínda maior económicamente. Non é difícil imaxinar o que pasou con Kodak e Nokia. Onde deixaría iso a economía mundial e a todos os traballadores que actualmente fabrican coches convencionais é un adiviño.
Fonte:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Autor: Steve Hanley
Editado por May Jiang de MAT Aluminium
Hora de publicación: 05-06-2024
