Reuters virðist hafa frábærar heimildir djúpt innan Tesla. Í skýrslu dagsettri 14. september 2023 segir að ekki færri en 5 manns hafi sagt að fyrirtækið sé að nálgast markmið sitt um að steypa undirvagn bíla sinna í heilu lagi. Steypa er í grundvallaratriðum frekar einfalt ferli. Búðu til mót, fylltu það af bræddum málmi, láttu það kólna, fjarlægðu mótið og voila! Augnablik bíll. Það virkar vel ef þú ert að búa til Tinkertoys eða Matchbox bíla, en það er mjög erfitt ef þú reynir að nota það til að búa til bíla í fullri stærð.
Conestoga vagnar voru byggðir ofan á grind úr timbri. Fyrstu bifreiðar notuðu einnig viðarramma. Þegar Henry Ford bjó til fyrstu færibandið var venjan að smíða farartæki á stigagrind - tvær járnbrautir bundnar saman með krosshlutum. Fyrsti unibody framleiðslubíllinn var Citroen Traction Avant árið 1934, næst kom Chrysler Airflow árið eftir.
Unibody bílar hafa enga grind undir sér. Þess í stað er málmhlutinn þannig lagaður og mótaður að hann getur borið þyngd drifrásarinnar og verndað farþega ef árekstur verður. Upp úr 1950 skiptu bílaframleiðendur, hvattir af framleiðslunýjungum sem voru frumkvöðlar af japönskum fyrirtækjum eins og Honda og Toyota, yfir í að búa til einhliða bíla með framhjóladrifi.
Öll aflrásin, ásamt vél, gírskiptingu, mismunadrif, drifsköftum, stífum og bremsum, var sett á sérstakan pall sem var lyft á sinn stað neðan frá á færibandinu, frekar en að láta vélina og gírkassann falla ofan frá. var gert fyrir bíla byggða á grind. Ástæðan fyrir breytingunni? Hraðari samsetningartími sem leiddi til lægri einingakostnaðar við framleiðslu.
Lengi vel var unibody tæknin ákjósanleg fyrir svokallaða sparneytna bíla á meðan stigagrind var valið fyrir stærri fólksbíla og vagna. Það voru nokkrir tvinnbílar í bland - bílar með grindarteina að framan sem voru festir við einhliða farþegarými. Chevy Nova og MGB voru dæmi um þessa þróun, sem varði ekki lengi.
Tesla snýr að háþrýstingssteypu
Tesla, sem hefur lagt í vana sinn að trufla hvernig bílar eru gerðir, byrjaði að gera tilraunir með háþrýstisteypur fyrir nokkrum árum. Fyrst var lögð áhersla á að búa til bakbygginguna. Þegar það var rétt, skipti það yfir í að búa til frambygginguna. Nú, samkvæmt heimildum, er Tesla að einbeita sér að þrýstisteypu fram-, miðju- og afturhluta allt í einni aðgerð.
Hvers vegna? Vegna þess að hefðbundin framleiðslutækni notar allt að 400 stakar stimplingar sem síðan þarf að sjóða, bolta, skrúfa eða líma saman til að búa til fullkomna unibody uppbyggingu. Ef Tesla getur gert þetta rétt, gæti framleiðslukostnaður þess lækkað um allt að 50 prósent. Það mun aftur á móti setja gífurlegan þrýsting á hvern annan framleiðanda að bregðast við eða finna sig ófær um að keppa.
Það fer ekki á milli mála að þessir framleiðendur líða fyrir barðinu á öllum hliðum þar sem uppörvandi verkalýðsfélög berja á hliðin og krefjast stærri sneiðar 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 tækist að gígakasta megnið af undirvagni rafbíls myndi það trufla enn frekar hvernig bílar eru hannaðir og framleiddir. „Það er virkjaður á sterum. Það hefur gríðarleg áhrif á greinina en þetta er mjög krefjandi verkefni. Það er mjög erfitt að gera steypur, sérstaklega þær stærri og flóknari.“
Tveir heimildarmanna sögðu að ný hönnun og framleiðslutækni Tesla þýði að fyrirtækið gæti þróað bíl frá grunni á 18 til 24 mánuðum, á meðan flestir keppinautar geta tekið allt frá þremur til fjórum árum. Einn stór rammi - sem sameinar fram- og afturhlutana með miðju undirvagninum þar sem rafhlaðan er til húsa - gæti verið notaður til að framleiða nýjan, minni rafbíl sem er í smásölu á um $25.000. Búist var við að Tesla myndi ákveða hvort steyptur yrði einn stykki pallur strax í þessum mánuði, sögðu þrír heimildarmanna.
Mikilvægar áskoranir framundan
Ein stærsta áskorunin fyrir Tesla við að nota háþrýstisteypu er að hanna undirgrind sem eru holir en hafa innri rif sem þarf til að gera þau fær um að dreifa kröftunum sem verða við hrun. Heimildirnar herma að nýjungar frá hönnunar- og steypusérfræðingum í Bretlandi, Þýskalandi, Japan og Bandaríkjunum nýta sér þrívíddarprentun og iðnaðarsand.
Það getur verið ansi dýrt að búa til mótin sem þarf til að steypa stóra íhluti undir háþrýstingi og fylgja töluverð áhætta. Þegar búið er að búa til stórt málmprófunarmót gætu breytingar á vinnslu á hönnunarferlinu kostað $100.000 á ferð, eða að endurgera mótið að öllu leyti gæti numið $1,5 milljónum, að sögn eins steypusérfræðings. Annar sagði að allt hönnunarferlið fyrir stóra málmmót myndi venjulega kosta um 4 milljónir dollara.
Margir bílaframleiðendur hafa talið kostnaðinn og áhættuna vera of mikla, sérstaklega þar sem hönnun gæti þurft hálfa tylft eða fleiri lagfæringar til að ná fullkomnu sniði frá sjónarhóli hávaða og titrings, passa og frágangs, vinnuvistfræði og árekstrarþols. En áhætta er eitthvað sem sjaldan truflar Elon Musk, sem var fyrstur til að láta eldflaugar fljúga afturábak.
Iðnaðarsandur og þrívíddarprentun
Tesla hefur að sögn leitað til fyrirtækja sem framleiða prófunarmót úr iðnaðarsandi með þrívíddarprenturum. Með því að nota stafræna hönnunarskrá, setja prentarar sem kallast bindiefnisþotur fljótandi bindiefni á þunnt lag af sandi og byggja smám saman mót, lag fyrir lag, sem getur deyðsteypt bráðnar málmblöndur. Samkvæmt einni heimild kostar kostnaður við hönnunarprófunarferlið með sandsteypu um 3% af því að gera það sama með málmfrumgerð.
Það þýðir að Tesla getur lagað frumgerðir eins oft og þörf krefur og endurprentað nýja á nokkrum klukkustundum með því að nota vélar frá fyrirtækjum eins og Desktop Metal og ExOne einingu þess. Hönnunarprófunarferlið með því að nota sandsteypu tekur aðeins tvo til þrjá mánuði, sögðu tveir heimildarmanna, samanborið við allt frá sex mánuðum til eins árs fyrir mót úr málmi.
Þrátt fyrir þann meiri sveigjanleika var samt enn ein stór hindrunin sem þarf að yfirstíga áður en hægt var að gera stórar steypur með góðum árangri. Álblöndurnar sem notaðar eru til að framleiða steypurnar hegða sér öðruvísi í mótum úr sandi en í mótum úr málmi. Snemma frumgerðir uppfylltu oft ekki forskriftir Tesla.
Steypusérfræðingarnir komust yfir það með því að móta sérstakar málmblöndur, fínstilla kæliferlið bráðnu málmblöndunnar og koma með hitameðferð eftir framleiðslu, sögðu þrír heimildarmanna. Þegar Tesla er sátt við frumgerð sandmótsins getur það síðan fjárfest í endanlegu málmmóti til fjöldaframleiðslu.
Heimildarmennirnir sögðu að væntanlegur lítill bíll/robotaxi Tesla hafi gefið honum fullkomið tækifæri til að steypa EV pall í heilu lagi, aðallega vegna þess að undirvagn hans er einfaldari. Litlir bílar eru ekki með stórt „yfirhengi“ að framan og aftan. „Þetta er eins og bátur á vissan hátt, rafhlöðubakki með litlum vængjum festir í báða enda. Það væri skynsamlegt að gera þetta í einu lagi,“ sagði einn.
Heimildirnar fullyrtu að Tesla þurfi enn að ákveða hvers konar pressu á að nota ef það ákveður að steypa undirvagninn í heilu lagi. Til að framleiða stóra líkamshluta fljótt mun þurfa stærri steypuvélar með klemmukrafti upp á 16.000 tonn eða meira. Slíkar vélar verða dýrar og gætu þurft stærri verksmiðjubyggingar.
Pressur með miklum klemmukrafti geta ekki hýst þrívíddarprentuðu sandkjarnana sem þarf til að búa til hola undirramma. Til að leysa það vandamál notar Tesla aðra tegund af pressu þar sem hægt er að sprauta bráðnu álfelgur hægt í - aðferð sem hefur tilhneigingu til að framleiða hágæða steypu og getur tekið við sandkjarna.
Vandamálið er: það ferli tekur lengri tíma. „Tesla gæti samt valið háþrýsting fyrir framleiðni, eða þeir gætu valið hæga innspýtingu úr málmblöndu fyrir gæði og fjölhæfni,“ sagði einn af fólkinu. „Það er enn myntkast á þessum tímapunkti.
Takeaway
Hvaða ákvörðun sem Tesla tekur, mun hún hafa áhrif sem munu vaxa um allan bílaiðnaðinn um allan heim. Tesla, þrátt fyrir verulega verðlækkun, er enn að græða rafbíla - eitthvað sem eldri bílaframleiðendur eiga mjög erfitt með að gera.
Ef Tesla getur dregið verulega úr framleiðslukostnaði sínum með því að nota háþrýstisteypu, verða þessi fyrirtæki undir enn meiri þrýstingi efnahagslega. Það er ekki erfitt að ímynda sér hvað varð um Kodak og Nokia að gerast hjá þeim. Hvar það myndi skila hagkerfi heimsins og alla starfsmenn sem nú búa til hefðbundna bíla er einhver ágiskun.
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
Pósttími: Júní-05-2024
