Reuters ser ud til at have fremragende kilder dybt inde i Tesla. I en rapport dateret 14. september 2023 siger det ikke mindre end 5 personer har fortalt det, at virksomheden kommer tæt på sit mål om at kaste underkroppen af sine biler i ét stykke. Die casting er dybest set en forholdsvis enkel proces. Opret en form, fyld den med smeltet metal, lad det afkøle, fjerne formen og voila! Øjeblikkelig bil. Det fungerer godt, hvis du laver Tinkertoys eller Matchbox -biler, men det er ekstremt vanskeligt, hvis du prøver at bruge det til at lave køretøjer i fuld størrelse.
Conestoga -vogne blev bygget oven på rammer lavet af træ. Tidlige biler brugte også trærammer. Da Henry Ford skabte den første samlebånd, var normen at bygge køretøjer på en stigeramme - to jernskinner bundet sammen med krydsstykker. Den første unibody -produktionsbil var Citroen Traction Avant i 1934, efterfulgt af Chrysler Airflow året efter.
Unibody -biler har ingen ramme under dem. I stedet er metallegemet formet og dannet på en sådan måde, at det kan understøtte vægten af drivetrain og beskytte beboerne i tilfælde af et styrt. Fra 1950'erne skiftede bilproducenter, ansporet af fremstilling af innovationer, der var banebrydende af japanske virksomheder som Honda og Toyota, til at fremstille unibody-biler med forhjulstræk.
Hele drivlinjen, komplet med motor, transmission, differentiel, drivaksler, stivere og bremser, blev installeret på en separat platform, der blev løftet på plads nedenunder på samlebånd blev udført for biler bygget på en ramme. Årsagen til ændringen? Hurtigere samlingstider, der førte til lavere enhedsomkostninger for produktion.
I lang tid blev unibody-teknologi foretrukket til såkaldte økonomibiler, mens stige-rammer var valget for større sedans og vogne. Der var nogle hybrider blandet i - biler med rameskinner foran boltet til et unibody -passagerrum. Chevy Nova og MGB var eksempler på denne tendens, som ikke varede længe.
Tesla drejer til støbning med højt tryk
Tesla, der har gjort en vane med at forstyrre, hvordan biler fremstilles, begyndte at eksperimentere med højtryksstøbninger for flere år siden. Først fokuserede det på at fremstille den bageste struktur. Da det fik det rigtigt, skiftede det til at fremstille den forreste struktur. Ifølge kilder fokuserer Tesla nu på trykstøbning af fronten, midten og bageste sektioner i én operation.
Hvorfor? Fordi traditionelle fremstillingsteknikker bruger op til 400 individuelle stemplinger, som derefter skal svejses, boltes, skrues eller limes sammen for at fremstille en komplet unibody -struktur. Hvis Tesla kan få dette rigtigt, kan udgifterne til fremstilling blive skåret med op til 50 procent. Det vil igen lægge et enormt pres på enhver anden producent for at reagere eller finde sig selv ude af stand til at konkurrere.
Det siger sig selv, at disse producenter føler sig slået fra alle sider, da den store fagforenede arbejdere banker på portene og kræver en større udsnit af, hvad der stadig tjenes.
Terry Woychowsk, der arbejdede hos General Motors i 3 årtier, ved en ting eller to om fremstilling af biler. Han er nu præsident for US Engineering Company CareSoft Global. Han fortæller Reuters, at hvis Tesla formår at gigacast det meste af underkroppen af en EV, ville det yderligere forstyrre den måde, biler er designet og fremstillet på. ”Det er en aktivering på steroider. Det har en enorm implikation for branchen, men det er en meget udfordrende opgave. Støbegods er meget svære at gøre, især jo større og mere kompliceret. ”
To af kilderne sagde, at Teslas nye design- og fremstillingsteknikker betyder, at virksomheden kunne udvikle en bil fra bunden af 18 til 24 måneder, mens de fleste rivaler i øjeblikket kan tage overalt fra tre til fire år. En enkelt stor ramme - der kombinerer de forreste og bageste sektioner med den midterste underkrop, hvor batteriet er til rådighed - kunne bruges til at fremstille en ny, mindre elbil, der kan nedhylder for omkring $ 25.000. Tesla forventedes at beslutte, om de skulle kaste en platform i ét stykke, så snart denne måned, sagde tre af kilderne.
Betydelige udfordringer forude
En af de største udfordringer for Tesla ved at bruge støbegods med højt tryk er at designe underrammer, der er hule, men har de indre ribben, der er nødvendige for at gøre dem i stand til at sprede de kræfter, der forekommer under nedbrud. Kilderne hævder innovationer efter design- og castingspecialister i Storbritannien, Tyskland, Japan og De Forenede Stater bruger 3D -udskrivning og industrielt sand.
Det kan være ret dyre og leveres med betydelige risici, der er nødvendige til højtryksstøbning af store komponenter. Når en stor metalprøvform er lavet, kan bearbejdning af justeringer under designprocessen koste $ 100.000 pr. Gå, eller at gentage formen helt kan komme til 1,5 millioner dollars, ifølge en casting -specialist. En anden sagde, at hele designprocessen for en stor metalform typisk ville koste omkring $ 4 millioner.
Mange bilproducenter har betragtet omkostningerne og risikoen for at være for høje, især da et design muligvis har brug for et halvt dusin eller flere justeringer for at opnå en perfekt matrice fra perspektivet af støj og vibration, pasform og finish, ergonomi og crashworthiness. Men risiko er noget, der sjældent generer Elon Musk, som var den første til at få raketter til at flyve baglæns.
Industriel sand & 3D -udskrivning
Tesla har angiveligt henvendt sig til virksomheder, der fremstiller testforme af industrielt sand med 3D -printere. Ved hjælp af en digital designfil deponerer printere kendt som bindemiddelstråler et flydende bindemiddel på et tyndt lag sand og gradvist opbygger en form, lag for lag, der kan dø støbte smeltede legeringer. Ifølge en kilde koster omkostningerne ved designvalideringsprocessen med sandstøbning ca. 3% af at gøre det samme med en metalprototype.
Det betyder, at Tesla kan finjustere prototyper så mange gange som nødvendigt, hvilket genoptrykker en ny i løbet af få timer ved hjælp af maskiner fra virksomheder som desktop metal og dens eksoneenhed. Designvalideringscyklussen ved hjælp af sandstøbning tager kun to til tre måneder, sagde to af kilderne sammenlignet med overalt fra seks måneder til et år for en form lavet af metal.
På trods af den større fleksibilitet var der dog stadig en mere større hindring at overvinde, før støbegods i stor skala kunne laves med succes. De aluminiumslegeringer, der bruges til at fremstille støbegods, opfører sig forskelligt i forme lavet af sand end de gør i forme lavet af metal. Tidlige prototyper opfyldte ofte ikke Teslas specifikationer.
Casting-specialisterne overvandt det ved at formulere specielle legeringer, finjustere den smeltede legeringskølingsproces og komme med en efterproduktionsvarmebehandling, siger tre af kilderne. Når Tesla er tilfreds med prototype sandformen, kan den derefter investere i en endelig metalform til masseproduktion.
Kilderne sagde, at Teslas kommende lille bil/robotaxi har givet den en perfekt mulighed for at kaste en EV -platform i ét stykke, hovedsageligt fordi dens underkrop er enklere. Små biler har ikke et stort "overhæng" foran og bagsiden. ”Det er som en båd på en måde, en batteribakke med små vinger fastgjort til begge ender. Det ville være fornuftigt at gøre i ét stykke, ”sagde en person.
Kilderne hævdede, at Tesla stadig skal beslutte, hvilken slags presse der skal bruges, hvis den beslutter at kaste underkroppen i ét stykke. For hurtigt at fremstille store kropsdele kræver større støbemaskiner med klemmeffekt på 16.000 tons eller mere. Sådanne maskiner vil være dyre og kan kræve større fabriksbygninger.
Presser med høj klemkraft kan ikke rumme de 3D-trykte sandkerner, der er nødvendige for at fremstille hule underrammer. For at løse dette problem bruger Tesla en anden type presse, hvorpå smeltet legering kan injiceres langsomt - en metode, der har en tendens til at producere støbegods af højere kvalitet og kan rumme sandkernerne.
Problemet er: denne proces tager længere tid. ”Tesla kunne stadig vælge højt tryk for produktivitet, eller de kunne vælge langsom legeringsinjektion for kvalitet og alsidighed,” sagde en af menneskerne. ”Det er stadig en møntkast på dette tidspunkt.”
Takeaway
Uanset hvilken beslutning Tesla træffer, vil den have konsekvenser, der vil kruses i hele bilindustrien over hele verden. På trods af betydelige prisnedskæringer, gør Tesla på trods af betydelige prisnedskæringer stadig elbiler på en fortjeneste - noget ældre bilproducenter finder ekstremt vanskeligt at gøre.
Hvis Tesla kan trimme sine omkostninger til fremstilling markant ved at bruge støbegods med højt tryk, vil disse virksomheder være under endnu større pres økonomisk. Det er ikke svært at forestille sig, hvad der skete med Kodak og Nokia, der sker med dem. Hvor det ville forlade verdensøkonomien og alle arbejdere, der i øjeblikket fremstiller konventionelle biler, er nogens gæt.
Kilde:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-ficted-one-tie-casting-technology/
Forfatter: Steve Hanley
Redigeret af May Jiang fra Mat Aluminium
Posttid: Jun-05-2024
