Reutersil näib olevat suurepärased allikad sügaval Teslas. 14. septembri 2023. aasta aruandes öeldakse, et vähemalt 5 inimest on talle öelnud, et ettevõte on lähenemas oma eesmärgile valada oma autode põhi ühes tükis. Survevalu on põhimõtteliselt üsna lihtne protsess. Looge vorm, täitke see sulametalliga, laske jahtuda, eemaldage vorm ja voila! Kohe auto. See töötab hästi, kui teete Tinkertoys või Matchboxi autosid, kuid see on äärmiselt keeruline, kui proovite seda kasutada täissuuruses sõidukite valmistamiseks.
Conestoga vagunid ehitati puidust raamide peale. Varasematel autodel kasutati ka puitraame. Kui Henry Ford lõi esimese koosteliini, oli normiks sõidukite ehitamine redeliraamile - kahele raudrööpale, mis olid omavahel seotud põikdetailidega. Esimene unibody seeriaauto oli 1934. aastal Citroen Traction Avant, millele järgnes järgmisel aastal Chrysler Airflow.
Unibody autodel pole raami all. Selle asemel on metallkorpus sellise kujuga ja vormitud, et see talub jõuülekande raskust ja kaitseb sõitjaid kokkupõrke korral. Alates 1950. aastatest läksid autotootjad Jaapani ettevõtete, nagu Honda ja Toyota, tootmisuuenduste ajendiks üle esiveoliste ühekerega autode valmistamisele.
Kogu jõuülekanne koos mootori, käigukasti, diferentsiaali, veovõllide, tugipostide ja piduritega paigaldati eraldi platvormile, mis tõsteti koosteliinil altpoolt paika, selle asemel, et mootorit ja käigukasti ülalt alla kukutada. tehti raamile ehitatud autodele. Muutuse põhjus? Kiiremad montaažiajad, mis vähendasid tootmiskulusid.
Pikka aega eelistati nn säästuautode puhul unibody-tehnoloogiat, suuremate sedaanide ja universaalide puhul aga redelraame. Seal olid segatud mõned hübriidid - autod, mille ees olid raami siinid, mis olid poltidega ühendatud unikaalsesse sõitjateruumi. Chevy Nova ja MGB olid selle suundumuse näited, mis ei kestnud kaua.
Tesla pöördub kõrgsurvevalu poole
Tesla, kellel on kombeks autode tootmist häirida, alustas kõrgsurvevaludega katsetamist mitu aastat tagasi. Kõigepealt keskenduti tagumise konstruktsiooni valmistamisele. Kui see õigeks sai, lülitus see esikonstruktsiooni valmistamisele. Allikate sõnul keskendub Tesla nüüd esi-, kesk- ja tagaosa survevalamisele ühe toiminguga.
Miks? Kuna traditsioonilised tootmismeetodid kasutavad kuni 400 individuaalset stantsimist, mis tuleb seejärel keevitada, poltidega, kruvida või liimida, et luua terviklik ühtne struktuur. Kui Tesla suudab seda õigesti teha, võib selle tootmiskulusid vähendada kuni 50 protsenti. See omakorda avaldab igale teisele tootjale tohutut survet reageerida või ei suuda konkureerida.
On ütlematagi selge, et need tootjad tunnevad end igalt poolt pekstuna, kuna ülemeelikud ametiühingusse kuuluvad töötajad löövad väravaid ja nõuavad suuremat lõiku sellest kasumist, mida ikka teenitakse.
Terry Woychowsk, kes töötas General Motorsis kolm aastakümmet, teab autode tootmisest üht-teist. Nüüd on ta USA insenerifirma Caresoft Global president. Ta ütleb Reutersile, et kui Teslal õnnestub suurem osa elektrisõiduki põhjast gigacastida, häiriks see veelgi autode projekteerimist ja tootmist. "See on steroidide aktiveerija. Sellel on tööstusele tohutu mõju, kuid see on väga keeruline ülesanne. Valamist on väga raske teha, eriti suuremaid ja keerulisemaid.
Kaks allikat ütlesid, et Tesla uued disaini- ja tootmistehnikad tähendavad, et ettevõte suudab auto välja töötada algusest peale 18–24 kuuga, samas kui enamikul konkurentidel võib praegu kuluda kolm kuni neli aastat. Ühest suurest raamist, mis ühendab esi- ja tagaosa keskmise põhjaga, kus on aku, saab kasutada uue väiksema elektriauto valmistamiseks, mille jaemüügihind on umbes 25 000 dollarit. Kolm allikat ütlesid, et Tesla peaks otsustama, kas ühes tükis platvorm valada, juba sel kuul.
Ees ootavad olulised väljakutsed
Üks suurimaid väljakutseid Tesla jaoks kõrgsurvevalandite kasutamisel on õõnsate, kuid sisemiste ribidega alamraamide kujundamine, mis on vajalikud kokkupõrgete ajal tekkivate jõudude hajutamiseks. Allikad väidavad, et Suurbritannia, Saksamaa, Jaapani ja Ameerika Ühendriikide disaini- ja valuspetsialistide uuendused kasutavad 3D-printimist ja tööstuslikku liiva.
Suurte komponentide kõrgsurvevalu jaoks vajalike vormide valmistamine võib olla üsna kulukas ja sellega kaasnevad märkimisväärsed riskid. Kui suur metallist katsevorm on valmistatud, võib ühe valuspetsialisti sõnul kuluda töötlusprotsessi käigus 100 000 dollarit või kogu vormi uuesti tegemine 1,5 miljoni dollarini. Teine ütles, et kogu suure metallvormi projekteerimisprotsess maksab tavaliselt umbes 4 miljonit dollarit.
Paljud autotootjad on pidanud kulusid ja riske liiga kõrgeks, eriti kuna disain võib vajada pool tosinat või enamat näpunäidet, et saavutada täiuslik stants müra ja vibratsiooni, sobivuse ja viimistluse, ergonoomika ja kokkupõrkekindluse seisukohast. Kuid risk on midagi, mis harva häirib Elon Muski, kes pani esimesena raketid tagurpidi lendama.
Tööstuslik liiv ja 3D-printimine
Väidetavalt on Tesla pöördunud ettevõtete poole, kes valmistavad 3D-printeritega tööstuslikust liivast katsevorme. Kasutades digitaalset kujundusfaili, kannavad sideainejoadena tuntud printerid vedela sideaine õhukesele liivakihile ja ehitavad järk-järgult kihthaaval vormi, mis suudab survevalu sulasulameid. Ühe allika andmetel maksab liivavaluga projekti valideerimise protsess umbes 3% metallist prototüübiga sama asja tegemisest.
See tähendab, et Tesla saab prototüüpe kohandada nii mitu korda kui vaja, trükkides mõne tunniga uue prototüüpe, kasutades masinaid sellistelt ettevõtetelt nagu Desktop Metal ja selle üksus ExOne. Kaks allikat ütlesid, et liiva valamist kasutav projekti kinnitamise tsükkel võtab aega vaid kaks kuni kolm kuud, võrreldes metallist valmistatud vormi puhul kuus kuud kuni aasta.
Vaatamata suuremale paindlikkusele tuli siiski ületada veel üks suur takistus, enne kui õnnestus suuremahulisi valandeid teha. Valandite valmistamiseks kasutatavad alumiiniumisulamid käituvad liivast valmistatud vormides erinevalt metallist valmistatud vormides. Varased prototüübid ei vastanud sageli Tesla spetsifikatsioonidele.
Valamise spetsialistid said sellest üle spetsiaalsete sulamite formuleerimise, sulasulami jahutusprotsessi peenhäälestuse ja tootmisjärgse kuumtöötluse abil, ütlesid kolm allikat. Kui Tesla on liivavormi prototüübiga rahul, saab ta investeerida masstootmiseks mõeldud lõplikku metallvormi.
Allikad ütlesid, et Tesla tulevane väikeauto/robotakso on andnud talle suurepärase võimaluse valada EV platvorm ühes tükis, peamiselt seetõttu, et selle põhi on lihtsam. Väikestel autodel ei ole ees ja taga suurt “üleulatust”. «See on omamoodi nagu paat, akualus, mille mõlemasse otsa on kinnitatud väikesed tiivad. Seda oleks mõttekas teha ühes tükis,” ütles üks inimene.
Allikad väitsid, et Tesla peab ikkagi otsustama, millist pressi kasutada, kui otsustab valada põhja ühes tükis. Suurte kereosade kiireks valmistamiseks on vaja suuremaid valumasinaid, mille kinnitusvõimsus on 16 000 tonni või rohkem. Sellised masinad on kallid ja võivad vajada suuremaid tehasehooneid.
Suure kinnitusjõuga pressid ei mahuta õõnsate alamraamide valmistamiseks vajalikke 3D-prinditud liivasüdamike. Selle probleemi lahendamiseks kasutab Tesla teist tüüpi pressi, millesse saab sulasulamit aeglaselt süstida – meetod, mis kipub tootma kvaliteetsemaid valandeid ja mahutab liivasüdamike.
Probleem on selles, et see protsess võtab kauem aega. "Tesla võiks ikkagi valida tootlikkuse tagamiseks kõrge rõhu või valida kvaliteedi ja mitmekülgsuse huvides aeglase sulami sissepritse," ütles üks inimestest. "Praegu on see ikkagi mündiviske."
Takeaway
Ükskõik, millise otsuse Tesla teeb, on sellel mõju, mis lainetab kogu autotööstust kogu maailmas. Hoolimata märkimisväärsetest hinnakärbetest toodab Tesla elektriautosid endiselt kasumiga – vanadel autotootjatel on seda väga raske teha.
Kui Tesla suudab kõrgsurvevalusid kasutades oma tootmiskulusid märkimisväärselt kärpida, on need ettevõtted majanduslikult veelgi suurema surve all. Pole raske ette kujutada, mis juhtus Kodaki ja Nokiaga nendega. Kuhu see jätaks maailmamajanduse ja kõik töötajad, kes praegu tavaautosid toodavad, võib arvata.
Allikas:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Autor: Steve Hanley
Toimetanud May Jiang ettevõttest MAT Aluminium
Postitusaeg: juuni-05-2024
