Reuters sembla tenir excel·lents fonts dins de Tesla. En un informe datat el 14 de setembre de 2023, diu que no menys de 5 persones li han dit que l'empresa s'està acostant al seu objectiu de llançar la carrosseria dels seus cotxes d'una sola peça. La fosa a pressió és bàsicament un procés bastant senzill. Creeu un motlle, ompliu-lo de metall fos, deixeu-lo refredar, traieu el motlle i voilà! Cotxe instantani. Funciona bé si feu cotxes Tinkertoys o Matchbox, però és extremadament difícil si intenteu utilitzar-lo per fer vehicles de mida completa.
Els vagons de Conestoga es construïen sobre marcs de fusta. Els primers automòbils també utilitzaven marcs de fusta. Quan Henry Ford va crear la primera línia de muntatge, la norma era construir vehicles sobre un marc d'escala: dos rails de ferro lligats amb peces transversals. El primer cotxe de producció unibody va ser el Citroën Traction Avant el 1934, seguit del Chrysler Airflow l'any següent.
Els cotxes unibody no tenen marc a sota. En canvi, la carrosseria metàl·lica està formada i formada de manera que pugui suportar el pes de la transmissió i protegir els ocupants en cas d'accident. A partir de la dècada de 1950, els fabricants d'automòbils, estimulats per les innovacions de fabricació iniciades per empreses japoneses com Honda i Toyota, van passar a fabricar cotxes unibody amb tracció davantera.
Tot el tren de propulsió, complet amb motor, transmissió, diferencial, eixos de transmissió, puntals i frens, es va instal·lar en una plataforma separada que es va aixecar al seu lloc des de baix a la línia de muntatge, en lloc de deixar caure el motor i la transmissió des de dalt de la manera com es feia. es va fer per a cotxes construïts sobre un bastidor. El motiu del canvi? Temps de muntatge més ràpids que van conduir a menors costos unitaris de producció.
Durant molt de temps, la tecnologia unibody va ser preferida per als cotxes anomenats econòmics, mentre que els marcs d'escales eren l'elecció per a sedans i vagons més grans. Hi havia alguns híbrids barrejats: cotxes amb rails de bastidor al davant cargolats a un compartiment de passatgers unibody. El Chevy Nova i el MGB van ser exemples d'aquesta tendència, que no va durar gaire.
Tesla pivota cap a la fosa a alta pressió
Tesla, que ha tingut l'hàbit d'interrompre la forma en què es fabriquen els automòbils, va començar a experimentar amb peces de fosa d'alta pressió fa uns quants anys. Primer es va centrar a fer l'estructura posterior. Quan va encertar, va passar a fer l'estructura frontal. Ara, segons les fonts, Tesla s'està centrant en la colada a pressió de les seccions davantera, central i posterior en una sola operació.
Per què? Perquè les tècniques de fabricació tradicionals utilitzen fins a 400 estampacions individuals que després s'han de soldar, cargolar, cargolar o enganxar entre si per fer una estructura unibody completa. Si Tesla pot fer-ho bé, el seu cost de fabricació es podria reduir fins a un 50 per cent. Això, al seu torn, posarà una pressió enorme sobre tots els altres fabricants perquè responguin o es trobin incapaços de competir.
No cal dir que aquests fabricants se senten maltractats per tots els costats, ja que els treballadors sindicalitzats alegres piquen a les portes i demanen una part més gran dels beneficis que encara s'estan obtenint.
Terry Woychowsk, que va treballar a General Motors durant 3 dècades, sap una o dues coses sobre la fabricació d'automòbils. Ara és el president de l'empresa d'enginyeria nord-americana Caresoft Global. Li diu a Reuters que si Tesla aconsegueix girar la major part de la carrosseria d'un vehicle elèctric, pertorbaria encara més la forma en què es dissenyen i es fabriquen els cotxes. "És un activador dels esteroides. Té una gran implicació per a la indústria, però és una tasca molt difícil. Els càstings són molt difícils de fer, sobretot els més grans i complicats".
Dues de les fonts van dir que les noves tècniques de disseny i fabricació de Tesla signifiquen que la companyia podria desenvolupar un cotxe des de zero en 18 a 24 mesos, mentre que la majoria dels rivals actualment poden trigar entre tres i quatre anys. Un únic marc gran, que combina les seccions davantera i posterior amb la part inferior del mig on s'allotja la bateria, es podria utilitzar per fabricar un cotxe elèctric nou i més petit que es ven al detall per uns 25.000 dòlars. S'esperava que Tesla decidís si fos una plataforma d'una sola peça tan aviat com aquest mes, van dir tres de les fonts.
Reptes importants per davant
Un dels majors reptes per a Tesla a l'hora d'utilitzar peces de fosa d'alta pressió és dissenyar submarcs buits però que tinguin les costelles internes necessàries per fer-los capaços de dissipar les forces que es produeixen durant els xocs. Les fonts afirmen que les innovacions d'especialistes en disseny i fosa a Gran Bretanya, Alemanya, Japó i els Estats Units fan ús de la impressió 3D i la sorra industrial.
Fer els motlles necessaris per a la colada a alta pressió de components grans pot ser bastant car i comporta riscos considerables. Una vegada que s'hagi fet un motlle de prova de metall gran, els ajustaments de mecanitzat durant el procés de disseny podrien costar 100.000 dòlars per volta, o tornar a fer el motlle per complet podria arribar a 1,5 milions de dòlars, segons un especialista en fosa. Un altre va dir que tot el procés de disseny d'un motlle de metall gran normalment costaria uns 4 milions de dòlars.
Molts fabricants d'automòbils han considerat que el cost i els riscos són massa alts, sobretot perquè un disseny pot necessitar mitja dotzena o més d'ajustos per aconseguir una matriu perfecta des de la perspectiva del soroll i la vibració, l'ajust i l'acabat, l'ergonomia i la resistència a l'impacte. Però el risc és una cosa que poques vegades molesta a Elon Musk, que va ser el primer a fer volar els coets cap enrere.
Sorra industrial i impressió 3D
Segons els informes, Tesla ha recorregut a empreses que fabriquen motlles de prova amb sorra industrial amb impressores 3D. Utilitzant un fitxer de disseny digital, les impressores conegudes com a raigs d'enquadernació dipositen un agent aglutinant líquid sobre una fina capa de sorra i construeixen gradualment un motlle, capa per capa, que pot fos d'aliatges fosos. Segons una font, el cost del procés de validació del disseny amb fosa de sorra costa al voltant del 3% de fer el mateix amb un prototip metàl·lic.
Això significa que Tesla pot modificar els prototips tantes vegades com sigui necessari, reimprimint-ne un de nou en qüestió d'hores utilitzant màquines d'empreses com Desktop Metal i la seva unitat ExOne. El cicle de validació del disseny mitjançant fosa de sorra només triga de dos a tres mesos, van dir dues de les fonts, en comparació amb entre sis mesos i un any per a un motlle fet de metall.
Malgrat aquesta major flexibilitat, però, encara hi havia un obstacle més important per superar abans que les foses a gran escala es poguessin fer amb èxit. Els aliatges d'alumini utilitzats per produir les peces de fosa es comporten de manera diferent en motlles de sorra que en motlles de metall. Els primers prototips sovint no complien les especificacions de Tesla.
Els especialistes en fosa ho van superar formulant aliatges especials, ajustant el procés de refredament de l'aliatge fos i proposant un tractament tèrmic de postproducció, van dir tres de les fonts. Una vegada que Tesla estigui satisfet amb el prototip de motlle de sorra, pot invertir en un motlle metàl·lic final per a la producció en massa.
Les fonts van dir que el proper cotxe/robotaxi petit de Tesla li ha donat una oportunitat perfecta per llançar una plataforma EV d'una sola peça, principalment perquè la seva carrosseria és més senzilla. Els cotxes petits no tenen un gran "voladís" a la part davantera i posterior. “En certa manera, és com un vaixell, una safata de bateries amb ales petites unides als dos extrems. Això tindria sentit fer-ho d'una sola peça", va dir una persona.
Les fonts van afirmar que Tesla encara ha de decidir quin tipus de premsa utilitzar si decideix llançar la carrosseria en una sola peça. Per fabricar peces grans del cos ràpidament es necessitaran màquines de fosa més grans amb una potència de tancament de 16.000 tones o més. Aquestes màquines seran cares i poden requerir edificis de fàbriques més grans.
Les premses amb gran poder de subjecció no poden acomodar els nuclis de sorra impresos en 3D necessaris per fer submarcs buits. Per resoldre aquest problema, Tesla està utilitzant un tipus de premsa diferent a la qual es pot injectar lentament l'aliatge fos, un mètode que tendeix a produir peces de fosa de major qualitat i que pot acomodar els nuclis de sorra.
El problema és: aquest procés triga més. "Tesla encara podria triar alta pressió per a la productivitat, o podrien triar injecció lenta d'aliatge per qualitat i versatilitat", va dir una de les persones. "En aquest moment encara és un llançament de moneda".
El Menjar
Sigui quina sigui la decisió que prengui Tesla, tindrà implicacions que afectaran a la indústria de l'automòbil a tot el món. Tesla, malgrat les importants retallades de preus, segueix obtenint cotxes elèctrics amb beneficis, una cosa que els fabricants d'automòbils heretats troben molt difícil de fer.
Si Tesla pot reduir els seus costos de fabricació de manera significativa mitjançant l'ús de peces de fosa d'alta pressió, aquestes empreses estaran sota una pressió encara més gran econòmicament. No és difícil imaginar què els va passar a Kodak i Nokia. Allà on deixaria l'economia mundial i tots els treballadors que actualment fabriquen cotxes convencionals, ningú ho endevina.
Font:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Autor: Steve Hanley
Editat per May Jiang de MAT Aluminium
Hora de publicació: Jun-05-2024
