Reuters liket poerbêste boarnen djip binnen Tesla te hawwen. Yn in rapport fan 14 septimber 2023 seit it dat net minder dan 5 minsken it hawwe ferteld dat it bedriuw tichter by har doel komt om de ûnderkant fan har auto's yn ien stik te casten. Die casting is yn prinsipe in frij ienfâldich proses. Meitsje in skimmel, folje it mei gesmolten metaal, lit it koelje, ferwiderje de skimmel, en voila! Instant auto. It wurket goed as jo Tinkertoys of Matchbox-auto's meitsje, mar it is ekstreem lestich as jo besykje it te brûken om auto's fan folsleine grutte te meitsjen.
Conestoga wagons waarden boud boppe op frames makke fan hout. Iere auto's brûkten ek houten frames. Doe't Henry Ford de earste assemblageline makke, wie de noarm om auto's te bouwen op in ljedderframe - twa izeren rails ferbûn mei krússtikken. De earste unibody-produksjeauto wie de Citroen Traction Avant yn 1934, folge troch de Chrysler Airflow it folgjende jier.
Unibody-auto's hawwe gjin frame ûnder har. Ynstee, it metalen lichem wurdt foarme en foarme op sa'n manier dat it kin stypje it gewicht fan de drivetrain en beskermje de bewenners yn gefal fan in crash. Begjin yn 'e 1950's gongen autofabrikanten, stimulearre troch produksje-ynnovaasjes, pionierden troch Japanske bedriuwen lykas Honda en Toyota, oer op it meitsjen fan unibody-auto's mei front-wheel drive.
De heule oandriuwing, kompleet mei motor, oerdracht, differinsjaal, oandriuwassen, stutten en remmen, waard ynstalleare op in apart platfoarm dat fan ûnderen op 'e assemblageline op syn plak waard opheft, ynstee fan de motor en de oerdracht fan boppen te fallen. waard dien foar auto's boud op in frame. De reden foar de feroaring? Snellere gearstallingstiden dy't liede ta legere ienheidskosten fan produksje.
Foar in lange tiid waard unibody technology de foarkar foar saneamde ekonomy auto's wylst ljedder frames wiene de kar foar gruttere sedans en wagons. D'r wiene wat hybriden mingd yn - auto's mei frame rails foaroan fêstbout oan in unibody passazjiersromte. De Chevy Nova en MGB wiene foarbylden fan dizze trend, dy't net lang duorre.
Tesla draait nei hege druk casting
Tesla, dy't in gewoante makke hat om te fersteuren hoe't auto's wurde makke, begon ferskate jierren lyn te eksperimintearjen mei hege druk castings. Earst rjochte it op it meitsjen fan de efterste struktuer. Doe't it dat rjocht krige, gie it oer op it meitsjen fan de foarste struktuer. No, neffens boarnen, rjochtet Tesla him op it drukjen fan 'e foar-, sintrum- en efterseksjes allegear yn ien operaasje.
Wêrom? Omdat tradisjonele manufacturing techniken brûke maksimaal 400 yndividuele stampings dy't dan moatte wurde laske, bolted, geschroefd, of lijm tegearre om in folsleine unibody struktuer. As Tesla dit goed kin krije, kinne de produksjekosten mei maksimaal 50 prosint wurde fermindere. Dat sil op syn beurt enoarme druk stelle op elke oare fabrikant om te reagearjen of te finen dat se net kinne konkurrearje.
It seit himsels dat dy fabrikanten har fan alle kanten misledige fiele, om't heechweardige arbeiders op 'e poarten klopje en in grutter stikje easkje fan hokker winst dan ek noch fertsjinne wurde.
Terry Woychowsk, dy't 3 desennia by General Motors wurke, wit in ding as twa oer it produsearjen fan auto's. Hy is no de presidint fan it Amerikaanske yngenieurbedriuw Caresoft Global. Hy fertelt Reuters dat as Tesla it slagget om it measte fan 'e ûnderkant fan in EV te gigacasten, it de manier wêrop auto's wurde ûntworpen en produsearre fierder fersteure soe. "It is in ynskeakeler op steroïden. It hat in enoarme ymplikaasje foar de yndustry, mar it is in heul útdaagjende taak. Castings binne heul lestich om te dwaan, foaral de gruttere en de komplisearre.
Twa fan 'e boarnen seine dat Tesla's nije ûntwerp- en fabrikaazjetechniken betsjutte dat it bedriuw in auto fan 'e grûn koe ûntwikkelje yn 18 oant 24 moannen, wylst de measte rivalen op it stuit oeral fan trije oant fjouwer jier kinne duorje. In inkeld grut frame - kombinearjen fan 'e foar- en efterkanten mei de middelste ûnderkant wêr't de batterij is ûnderbrocht - koe wurde brûkt om in nije, lytsere elektryske auto te meitsjen dy't ferkocht foar sawat $ 25,000. Tesla waard ferwachte om sa gau as dizze moanne te besluten as se in ien-stik platfoarm stjerre soe, sei trije fan 'e boarnen.
Wichtige útdagings foarút
Ien fan 'e grutste útdagings foar Tesla by it brûken fan hege druk castings is it ûntwerpen fan subframes dy't hol binne, mar hawwe de ynterne ribben dy't nedich binne om se yn steat te meitsjen om de krêften te dissipearjen dy't foarkomme by crashes. De boarnen beweare ynnovaasjes troch ûntwerp- en casting-spesjalisten yn Brittanje, Dútslân, Japan en de Feriene Steaten meitsje gebrûk fan 3D-printsjen en yndustrieel sân.
It meitsjen fan de mallen dy't nedich binne foar hege druk casting fan grutte komponinten kin frij djoer wêze en komt mei grutte risiko's. Sadree't in grutte metalen test mal is makke, machining tweaks tidens it ûntwerp proses koe kostje $ 100.000 per kear, of it werheljen fan de mal hielendal kin komme op $ 1,5 miljoen, neffens ien casting spesjalist. In oar sei dat it hiele ûntwerpproses foar in grutte metalen mal typysk sawat $ 4 miljoen soe kostje.
In protte autofabrikanten hawwe de kosten en de risiko's te heech achte, foaral om't in ûntwerp in heal dozen of mear tweaks nedich hat om in perfekte die te berikken út it perspektyf fan lûd en trilling, fit en finish, ergonomie en crashweardigens. Mar risiko is iets dat Elon Musk selden hindert, dy't de earste wie om raketten efterút te fleanen.
Industrial Sand & 3D Printing
Tesla soe har wend hawwe oan bedriuwen dy't testmallen meitsje fan yndustriële sân mei 3D-printers. Mei it brûken fan in digitaal ûntwerpbestân deponearje printers bekend as binderjets in floeibere bindmiddel op in tinne laach sân en bouwe stadichoan in skimmel, laach foar laach, dy't smelte alloys stjerre kin. Neffens ien boarne kostje de kosten fan it proses foar ûntwerpvalidaasje mei sân casting sawat 3% fan itselde dwaan mei in metalen prototype.
Dat betsjut dat Tesla prototypes safolle kearen as nedich kin oanpasse, in nij yn in kwestje fan oeren opnij printsje mei masines fan bedriuwen lykas Desktop Metal en har ExOne-ienheid. It ûntwerp falidaasje syklus mei help fan sân casting duorret mar twa oant trije moannen, sei twa fan 'e boarnen, fergelike mei oeral út seis moanne oant in jier foar in mal makke fan metaal.
Nettsjinsteande dy gruttere fleksibiliteit, lykwols, wie der noch ien mear grutte hindernis te oerwinnen foardat grutskalige castings koe wurde makke mei súkses. De aluminiumlegeringen dy't brûkt wurde om de castings te produsearjen gedrage har oars yn mallen makke fan sân as se dogge yn mallen makke fan metaal. Iere prototypen foldogge faak net oan de spesifikaasjes fan Tesla.
De casting spesjalisten oerwûn dat troch it formulearjen fan spesjale alloys, fine tuning de smelte alloy cooling proses, en komme mei in post-produksje waarmte behanneling, sei trije fan 'e boarnen. Sadree't Tesla tefreden is mei it prototype sânskimmel, kin it dan ynvestearje yn in definitive metalen mal foar massaproduksje.
De boarnen seine dat Tesla's oankommende lytse auto / robotaxi it in perfekte kâns hat jûn om in EV-platfoarm yn ien stik te casten, benammen om't syn ûnderkant ienfâldiger is. Lytse auto's hawwe gjin grutte "oerhing" oan de foar- en efterkant. "It is op in manier as in boat, in batterijbak mei lytse wjukken oan beide úteinen. Dat soe sin wêze om te dwaan yn ien stik," sei ien persoan.
De boarnen bewearden dat Tesla noch moat beslute hokker soarte fan parse te brûken as it beslút om de ûnderkant yn ien stik te smiten. Om rap grutte lichemsdielen te meitsjen sille gruttere castingmasines nedich wêze mei klemkrêft fan 16.000 ton of mear. Sokke masines sille djoer wêze en kinne gruttere fabryksgebouwen fereaskje.
Persen mei hege klemkrêft kinne de 3D-printe sânkearnen net passe foar it meitsjen fan holle subframes. Om dat probleem op te lossen, brûkt Tesla in oar type parse wêryn't smolten legering stadichoan ynjeksje kin wurde - in metoade dy't de neiging hat om castings fan hegere kwaliteit te produsearjen en de sânkearnen kin passe.
It probleem is: dat proses duorret langer. "Tesla koe noch kieze hege druk foar produktiviteit, of se koenen kieze trage alloy ynjeksje foar kwaliteit en veelzijdigheid," sei ien fan 'e minsken. "It is op dit stuit noch in muntsjitte."
De Takeaway
Watfoar beslút Tesla ek makket, it sil gefolgen hawwe dy't oer de hiele auto-yndustry wrâldwiid sille rimpelje. Tesla, nettsjinsteande signifikante priisbesunigingen, makket noch altyd elektryske auto's mei winst - iets dat legacy automakers ekstreem lestich fine om te dwaan.
As Tesla syn produksjekosten signifikant kin besunigje troch it brûken fan hege druk castings, sille dy bedriuwen ekonomysk ûnder noch gruttere druk stean. It is net dreech foar te stellen wat der bard is mei Kodak en Nokia mei har bart. Wêr't dat de wrâldekonomy ferlitte soe en alle arbeiders dy't op it stuit konvinsjonele auto's meitsje, is elkenien te rieden.
Boarne:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Auteur: Steve Hanley
Bewurke troch May Jiang út MAT Aluminium
Post tiid: Jun-05-2024
