Изглежда, че Ройтерс има отлични източници дълбоко в Tesla. В доклад от 14 септември 2023 г. се казва, че не по-малко от 5 души са им казали, че компанията се приближава до целта си да отлива долната част на автомобилите си като едно цяло. Леенето под налягане е сравнително прост процес. Създайте калъп, напълнете го с разтопен метал, оставете го да се охлади, извадете калъпа и готово! Колата е готова. Работи добре, ако правите играчки Tinkertoys или колички Matchbox, но е изключително трудно, ако се опитате да го използвате за производство на превозни средства в пълен размер.
Вагоните в Конестога са били построени върху рамки, изработени от дърво. Ранните автомобили също са използвали дървени рамки. Когато Хенри Форд създава първата поточна линия, нормата е била превозните средства да се строят върху стълбовидна рамка - две железни релси, свързани заедно с напречни елементи. Първият сериен автомобил с еднокорпусна каросерия е Citroen Traction Avant през 1934 г., последван от Chrysler Airflow на следващата година.
Автомобилите с еднокорпусна каросерия нямат рама отдолу. Вместо това металната каросерия е оформена и изработена по такъв начин, че да може да поддържа теглото на задвижващия механизъм и да предпази пътниците в случай на катастрофа. В началото на 50-те години на миналия век, автомобилните производители, подтикнати от производствените иновации, въведени от японски компании като Honda и Toyota, преминаха към производство на автомобили с еднокорпусна каросерия и предно задвижване.
Цялото задвижване, комплектовано с двигател, трансмисия, диференциал, карданни валове, амортисьори и спирачки, е монтирано на отделна платформа, която е повдигана на място отдолу на поточната линия, вместо двигателят и трансмисията да се спускат отгоре, както се правеше при автомобили, построени върху рама. Причината за промяната? По-бързото време за сглобяване, което е довело до по-ниски разходи за единица продукция.
Дълго време технологията unibody беше предпочитана за така наречените икономични автомобили, докато стълбовидни рамки бяха изборът за по-големи седани и комбита. Имаше и някои хибриди, смесени с тях - автомобили с предни релси на рамката, закрепени с болтове към unibody отделението за пътници. Chevy Nova и MGB бяха примери за тази тенденция, която не продължи дълго.
Тесла преминава към леене под високо налягане
Tesla, която е създала навика да променя начина на производство на автомобили, е започнала да експериментира с отливки под високо налягане преди няколко години. Първоначално се е фокусирала върху изработката на задната конструкция. Когато е усъвършенствала това, е преминала към изработката на предната конструкция. Сега, според източници, Tesla се фокусира върху леенето под налягане на предната, централната и задната част, всичко в една операция.
Защо? Защото традиционните производствени техники използват до 400 отделни щамповани детайла, които след това трябва да бъдат заварени, завинтени, завинтени или залепени заедно, за да се получи цялостна конструкция на еднокорпусния корпус. Ако Tesla успее да постигне това, производствените разходи биха могли да бъдат намалени с до 50 процента. Това от своя страна ще окаже огромен натиск върху всеки друг производител да реагира или да се окаже неспособен да се конкурира.
Излишно е да се казва, че тези производители се чувстват тормозени от всички страни, тъй като нахалните синдикални работници блъскат по портите и искат по-голям дял от печалбите, които все още се печелят.
Тери Войховск, който е работил в General Motors в продължение на 3 десетилетия, знае едно-две неща за производството на автомобили. Сега той е президент на американската инженерна компания Caresoft Global. Той казва пред Ройтерс, че ако Tesla успее да отлее по-голямата част от долната част на електромобил чрез гигалят, това допълнително ще наруши начина, по който се проектират и произвеждат автомобилите. „Това е двигател на стероиди. Има огромно значение за индустрията, но е много трудна задача. Отливките са много трудни за правене, особено по-големите и по-сложните.“
Двама от източниците заявиха, че новите дизайнерски и производствени техники на Tesla означават, че компанията може да разработи автомобил от нулата за 18 до 24 месеца, докато повечето конкуренти в момента могат да отделят от три до четири години. Една голяма рама - комбинираща предната и задната част със средната долна част, където се помещава батерията - може да се използва за производството на нов, по-малък електрически автомобил, който се продава на дребно за около 25 000 долара. Очаква се Tesla да реши дали да изработи еднокомпонентна платформа още този месец, съобщиха трима от източниците.
Значителни предизвикателства пред нас
Едно от най-големите предизвикателства за Tesla при използването на отливки под високо налягане е проектирането на подрамки, които са кухи, но имат вътрешните ребра, необходими за разсейване на силите, възникващи по време на катастрофи. Източниците твърдят, че иновациите, разработени от специалисти по проектиране и леене във Великобритания, Германия, Япония и Съединените щати, използват 3D печат и индустриален пясък.
Изработката на формите, необходими за леене под високо налягане на големи компоненти, може да бъде доста скъпа и е свързана със значителни рискове. След като е направена голяма метална тестова форма, машинните корекции по време на процеса на проектиране могат да струват 100 000 долара на опит, или цялостното преработване на формата може да достигне 1,5 милиона долара, според един специалист по леене. Друг каза, че целият процес на проектиране на голяма метална форма обикновено струва около 4 милиона долара.
Много автомобилни производители смятат, че разходите и рисковете са твърде високи, особено след като един дизайн може да се нуждае от половин дузина или повече промени, за да се постигне перфектен дизайн от гледна точка на шума и вибрациите, сглобката и завършеността, ергономичността и устойчивостта на удар. Но рискът е нещо, което рядко притеснява Илон Мъск, който е първият, който кара ракетите да летят назад.
Индустриален пясък и 3D печат
Според съобщенията, Tesla се е обърнала към фирми, които изработват тестови форми от индустриален пясък с 3D принтери. Използвайки дигитален проектен файл, принтери, известни като „биндер джетове“, отлагат течен свързващ агент върху тънък слой пясък и постепенно изграждат форма, слой по слой, която може да отлива разтопени сплави под налягане. Според един източник, цената на процеса на валидиране на дизайна с леене в пясък струва около 3% от цената на същото нещо с метален прототип.
Това означава, че Tesla може да променя прототипи толкова пъти, колкото е необходимо, като препечатва нов за броени часове, използвайки машини от компании като Desktop Metal и нейното звено ExOne. Цикълът на валидиране на дизайна с помощта на леене в пясъчни форми отнема само два до три месеца, казаха два от източниците, в сравнение с от шест месеца до година за калъп, изработен от метал.
Въпреки по-голямата гъвкавост обаче, все още имаше още едно основно препятствие, което трябваше да се преодолее, преди да може да се произвеждат успешно големи отливки. Алуминиевите сплави, използвани за производството на отливките, се държат различно във форми, изработени от пясък, отколкото във форми, изработени от метал. Ранните прототипи често не отговаряха на спецификациите на Тесла.
Специалистите по леене са преодолели това, като са формулирали специални сплави, са фино настроили процеса на охлаждане на разтопената сплав и са разработили постпроизводствена термична обработка, съобщиха трима от източниците. След като Tesla е доволна от прототипа на пясъчна форма, тя може да инвестира в окончателна метална форма за масово производство.
Източниците твърдят, че предстоящият малък автомобил/роботакси на Tesla е дал перфектната възможност да се изработи едно цяло електромобилно превозно средство, главно защото долната част е по-проста. Малките автомобили нямат голям „надвес“ отпред и отзад. „В известен смисъл е като лодка, отделение за батерия с малки крила, прикрепени към двата края. Би имало смисъл да се направи едно цяло“, каза един човек.
Източниците твърдят, че Tesla все още трябва да реши какъв вид преса да използва, ако реши да отлива долната част на каросерията като едно цяло. За бързото производство на големи части от каросерията ще са необходими по-големи леярски машини със сила на затягане от 16 000 тона или повече. Такива машини ще бъдат скъпи и може да изискват по-големи фабрични сгради.
Пресите с висока сила на затягане не могат да поберат 3D-отпечатаните пясъчни сърца, необходими за изработката на кухи подрамки. За да реши този проблем, Tesla използва различен тип преса, в която разтопена сплав може да се инжектира бавно - метод, който води до производство на отливки с по-високо качество и може да побере пясъчните сърца.
Проблемът е, че този процес отнема повече време. „Tesla все още може да избере високо налягане за производителност или да избере бавно впръскване на сплави за качество и гъвкавост“, каза един от хората. „Все още е въпрос на хвърляне на монета в този момент.“
За вкъщи
Каквото и решение да вземе Tesla, то ще има последици, които ще се отразят на цялата автомобилна индустрия по целия свят. Tesla, въпреки значителното намаление на цените, все още произвежда електрически автомобили с печалба - нещо, което традиционните автомобилни производители намират за изключително трудно.
Ако Tesla успее да намали значително производствените си разходи, използвайки отливки под високо налягане, тези компании ще бъдат подложени на още по-голям икономически натиск. Не е трудно да си представим какво се случи с Kodak и Nokia. Къде би се отразило това на световната икономика и на всички работници, които в момента произвеждат конвенционални автомобили, никой не може да предположи.
Източник:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Автор: Стив Ханли
Редактирано от Мей Джианг от MAT Aluminum
Време на публикуване: 05 юни 2024 г.
