Reuters virðist hafa framúrskarandi heimildir innan Tesla. Í frétt frá 14. september 2023 segir að ekki færri en 5 manns hafi sagt fyrirtækinu að það sé að nálgast markmið sitt um að steypa undirvagn bíla sinna í einu lagi. Steypa er í grundvallaratriðum frekar einfalt ferli. Búið til mót, fyllið það með bráðnu málmi, látið það kólna, fjarlægið mótið og voilà! Hraðsteypa. Það virkar vel ef þú ert að búa til Tinkertoys eða Matchbox bíla, en það er afar erfitt ef þú reynir að nota það til að búa til stóra bíla.
Conestoga-vagnar voru smíðaðir ofan á timburgrindum. Fyrstu bílar voru einnig notaðir á trégrindum. Þegar Henry Ford bjó til fyrstu samsetningarlínuna var venjan að smíða ökutæki á stigagrind - tveimur járnteinum sem voru bundnar saman með þversláum. Fyrsti framleiðslubíllinn með einhyrningi var Citroën Traction Avant árið 1934, og síðan Chrysler Airflow árið eftir.
Bílar með einhliða yfirbyggingu hafa engan ramma undir sér. Í staðinn er málmyfirbyggingin löguð og mótuð þannig að hún geti borið þyngd drifbúnaðarins og verndað farþega í árekstri. Frá og með sjötta áratugnum skiptu bílaframleiðendur, hvattir af nýjungum í framleiðslu sem japönsk fyrirtæki eins og Honda og Toyota voru brautryðjendur í, yfir í að framleiða bíla með einhliða yfirbyggingu og framhjóladrifi.
Öll drifrásin, ásamt vél, gírkassa, drifskafti, drifásum, fjöðrum og bremsum, var sett upp á sérstökum palli sem var lyft á sinn stað að neðan á samsetningarlínunni, frekar en að láta vélina og gírkassann falla ofan frá eins og gert var í bílum sem voru smíðaðir á grind. Ástæðan fyrir breytingunni? Hraðari samsetningartími sem leiddi til lægri framleiðslukostnaðar á einingu.
Lengi vel var einhliða tækni vinsæl fyrir svokallaða hagkvæmnibíla en stigagrindur voru vinsælli fyrir stærri fólksbíla og stationbíla. Nokkrir blendingar voru einnig til staðar — bílar með ramma að framan sem voru boltaðir við farþegarými með einhliða tækni. Chevy Nova og MGB voru dæmi um þessa þróun, sem varði ekki lengi.
Tesla snýr sér að háþrýstingssteypu
Tesla, sem hefur gert það að vana að gjörbylta því hvernig bílar eru smíðaðir, hóf tilraunir með háþrýstisteypu fyrir nokkrum árum. Fyrst einbeitti fyrirtækið sér að því að smíða afturhluta bílsins. Þegar það tókst vel skipti það yfir í að smíða framhluta bílsins. Samkvæmt heimildum er Tesla nú að einbeita sér að því að þrýstisteypa fram-, miðju- og afturhluta bílsins, allt í einni aðgerð.
Af hverju? Vegna þess að hefðbundnar framleiðsluaðferðir nota allt að 400 einstakar stimplanir sem síðan þarf að suða, bolta, skrúfa eða líma saman til að búa til heila sambyggða uppbyggingu. Ef Tesla tekst að gera þetta rétt gæti framleiðslukostnaður þeirra lækkað um allt að 50 prósent. Það mun aftur á móti setja gríðarlega þrýsting á alla aðra framleiðendur til að bregðast við eða enda ófær um að keppa.
Það er sjálfsagt að þessir framleiðendur finna fyrir barðinu á öllum hliðum þar sem hrokafullir verkalýðsfélagsmenn berja á hliðin og krefjast stærri hluta af þeim hagnaði sem enn er aflað.
Terry Woychowsk, sem starfaði hjá General Motors í þrjá áratugi, veit eitt og annað um bílaframleiðslu. Hann er nú forseti bandaríska verkfræðifyrirtækisins Caresoft Global. Hann segir við Reuters að ef Tesla tekst að gígakasta megnið af undirvagni rafbíla, þá myndi það raska enn frekar því hvernig bílar eru hannaðir og framleiddir. „Þetta er steralaus virkjun. Það hefur gríðarleg áhrif á iðnaðinn, en það er mjög krefjandi verkefni. Það er mjög erfitt að gera steypur, sérstaklega þær stærri og flóknari.“
Tvær heimildir sögðu að nýjar hönnunar- og framleiðsluaðferðir Tesla þýði að fyrirtækið gæti þróað bíl frá grunni á 18 til 24 mánuðum, en flestir keppinautar geta nú tekið allt frá þremur til fjórum árum. Einn stór rammi - sem sameinar fram- og afturhlutana með miðju undirvagninum þar sem rafhlaðan er hýst - gæti verið notaður til að framleiða nýjan, minni rafmagnsbíl sem selst á um 25.000 dollara. Þrjár heimildir sögðu að Tesla myndi ákveða hvort það myndi steypa bíl úr einu stykki strax í þessum mánuði.
Mikilvægar áskoranir framundan
Ein af stærstu áskorununum fyrir Tesla við notkun háþrýstisteypu er að hanna undirgrindur sem eru holar en hafa innri rifja sem þarf til að dreifa þeim kröftum sem myndast við árekstur. Heimildirnar herma að nýjungar frá hönnunar- og steypusérfræðingum í Bretlandi, Þýskalandi, Japan og Bandaríkjunum noti þrívíddarprentun og iðnaðarsand.
Að smíða mót sem þarf til háþrýstisteypu stórra íhluta getur verið nokkuð dýrt og hefur í för með sér töluverða áhættu. Þegar stórt prófunarmót úr málmi hefur verið smíðað geta vélarbreytingar á hönnunarferlinu kostað 100.000 dollara á tilraun, eða að endurgera mótið að fullu gæti kostað 1,5 milljónir dollara, samkvæmt einum steypusérfræðingi. Annar sagði að allt hönnunarferlið fyrir stórt málmmót myndi venjulega kosta um 4 milljónir dollara.
Margir bílaframleiðendur hafa talið kostnaðinn og áhættuna of mikla, sérstaklega þar sem hönnun gæti þurft sex eða fleiri breytingar til að ná fullkomnu formi hvað varðar hávaða og titring, frágang, vinnuvistfræði og árekstrarþol. En áhætta er eitthvað sem truflar sjaldan Elon Musk, sem var fyrstur til að láta eldflaugar fljúga aftur á bak.
Iðnaðarsandur og 3D prentun
Tesla hefur að sögn leitað til fyrirtækja sem búa til prufumót úr iðnaðarsandi með þrívíddarprenturum. Með því að nota stafræna hönnunarskrá setja prentarar, svokallaðir bindiefni, fljótandi bindiefni á þunnt lag af sandi og smíða smám saman mót, lag fyrir lag, sem getur steypt bráðnar málmblöndur. Samkvæmt einni heimild kostar kostnaðurinn við hönnunarstaðfestingu með sandsteypu um 3% af því að gera það sama með málmfrumgerð.
Það þýðir að Tesla getur fínstillt frumgerðir eins oft og þörf krefur og prentað nýjar á nokkrum klukkustundum með vélum frá fyrirtækjum eins og Desktop Metal og ExOne-einingunni. Hönnunarstaðfestingarferlið með sandsteypu tekur aðeins tvo til þrjá mánuði, að sögn tveggja heimilda, samanborið við sex mánuði upp í ár fyrir mót úr málmi.
Þrátt fyrir þennan aukna sveigjanleika var enn ein stór hindrun sem þurfti að yfirstíga áður en hægt var að framleiða stórsteypur með góðum árangri. Álblöndurnar sem notaðar voru til að framleiða steypurnar hegða sér öðruvísi í mótum úr sandi en í mótum úr málmi. Snemmbúnar frumgerðir uppfylltu oft ekki forskriftir Tesla.
Steypusérfræðingarnir komust yfir þetta með því að þróa sérstakar málmblöndur, fínstilla kælingarferlið fyrir bráðna málmblönduna og koma með hitameðferð eftir framleiðslu, að sögn þriggja heimilda. Þegar Tesla er ánægt með frumgerð sandmótsins getur fyrirtækið fjárfest í loka málmmóti fyrir fjöldaframleiðslu.
Heimildirnar sögðu að væntanlegur smábíll/vélbílaleigubíll Tesla hafi gefið fyrirtækinu kjörið tækifæri til að smíða rafbílapall í einu lagi, aðallega vegna þess að undirvagninn er einfaldari. Smábílar eru ekki með stórt „yfirheng“ að framan og aftan. „Þetta er eins og bátur á vissan hátt, rafhlöðubakki með litlum vængjum festum við báða enda. Það væri skynsamlegt að gera það í einu lagi,“ sagði einn aðili.
Heimildirnar herma að Tesla þurfi enn að ákveða hvaða tegund af pressu eigi að nota ef ákveðið er að steypa undirvagninn í einu lagi. Til að framleiða stóra yfirbyggingarhluta hratt þarf stærri steypuvélar með klemmukraft upp á 16.000 tonn eða meira. Slíkar vélar verða dýrar og gætu þurft stærri verksmiðjubyggingar.
Pressur með mikla klemmukraft geta ekki rúmað 3D-prentaða sandkjarna sem þarf til að búa til hola undirgrindur. Til að leysa þetta vandamál notar Tesla aðra gerð af pressu þar sem hægt er að sprauta bráðnu málmblöndu hægt inn í – aðferð sem hefur tilhneigingu til að framleiða hágæða steypur og getur rúmað sandkjarnana.
Vandamálið er að þetta ferli tekur lengri tíma. „Tesla gæti samt valið háþrýsting til að auka framleiðni, eða þeir gætu valið hægfara málmblönduinnspýtingu til að auka gæði og fjölhæfni,“ sagði einn aðilinn. „Þetta er enn peningakast á þessum tímapunkti.“
Matargerðin
Hvaða ákvörðun sem Tesla tekur mun hún hafa áhrif á bílaiðnaðinn um allan heim. Tesla, þrátt fyrir verulegar verðlækkanir, er enn að framleiða rafbíla með hagnaði – eitthvað sem eldri bílaframleiðendur eiga afar erfitt með.
Ef Tesla tekst að lækka framleiðslukostnað sinn verulega með því að nota háþrýstisteypu, munu þessi fyrirtæki verða undir enn meiri efnahagslegum þrýstingi. Það er ekki erfitt að ímynda sér hvað gerðist með Kodak og Nokia. Hvert það myndi skila heimshagkerfinu og öllum þeim verkamönnum sem framleiða nú hefðbundna bíla eftir er óljóst.
Heimild:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Höfundur: Steve Hanley
Ritstýrt af May Jiang frá MAT Aluminum
Birtingartími: 5. júní 2024
