Šķiet, ka Reuters ir izcili avoti dziļi Tesla iekšienē. 2023. gada 14. septembra ziņojumā teikts, ka ne mazāk kā 5 cilvēki ir teikuši, ka uzņēmums tuvojas savam mērķim - izliet savu automašīnu apakšpusi vienā gabalā. Liešana spiedienā būtībā ir diezgan vienkāršs process. Izveidojiet veidni, piepildiet to ar izkausētu metālu, ļaujiet tai atdzist, izņemiet veidni un voila! Automašīna acumirklī. Tas labi darbojas, ja ražojat Tinkertoys vai Matchbox automašīnas, bet ir ārkārtīgi grūti, ja mēģināt to izmantot pilna izmēra transportlīdzekļu ražošanai.
Conestoga vagoni tika būvēti uz no koka izgatavotiem rāmjiem. Arī agrīnajos automobiļos tika izmantoti koka rāmji. Kad Henrijs Fords izveidoja pirmo montāžas līniju, norma bija transportlīdzekļu ražošana uz kāpņu rāmja — divām dzelzs sliedēm, kas savienotas kopā ar šķērsgriezumiem. Pirmā vienkorpusa sērijveida automašīna bija Citroen Traction Avant 1934. gadā, kam nākamajā gadā sekoja Chrysler Airflow.
Vienkorpusa automašīnām apakšā nav rāmja. Tā vietā metāla virsbūve ir veidota un veidota tā, lai tā varētu atbalstīt piedziņas svaru un aizsargāt pasažierus avārijas gadījumā. Sākot ar 20. gs. piecdesmitajiem gadiem, autoražotāji, iedvesmojoties no ražošanas inovācijām, ko ieviesa tādi japāņu uzņēmumi kā Honda un Toyota, pārgāja uz vienkorpusa automašīnu ražošanu ar priekšējo riteņu piedziņu.
Visa spēka agregāta daļa, ieskaitot dzinēju, transmisiju, diferenciāli, kardānvārpstas, statņus un bremzes, tika uzstādīta uz atsevišķas platformas, kas tika pacelta vietā no apakšas uz montāžas līnijas, nevis iemetot dzinēju un transmisiju no augšas, kā tas tika darīts uz rāmja būvētām automašīnām. Izmaiņu iemesls? Ātrāks montāžas laiks, kas samazināja vienības ražošanas izmaksas.
Ilgu laiku vienkorpusa tehnoloģija tika izvēlēta tā sauktajām ekonomiskajām automašīnām, savukārt kāpņu rāmji bija izvēle lielākiem sedaniem un universāļiem. Bija arī daži hibrīdi — automašīnas ar rāmja sliedēm priekšā, kas pieskrūvētas pie vienkorpusa pasažieru nodalījuma. Chevy Nova un MGB bija šīs tendences piemēri, kas neturpinājās ilgi.
Tesla pāriet uz augstspiediena liešanu
Tesla, kurai ir ieradums mainīt automobiļu ražošanas procesus, pirms vairākiem gadiem sāka eksperimentēt ar augstspiediena lējumiem. Sākumā tā koncentrējās uz aizmugurējās konstrukcijas izgatavošanu. Kad tas bija izdarīts pareizi, tā pārgāja uz priekšējās konstrukcijas izgatavošanu. Tagad, saskaņā ar avotiem, Tesla koncentrējas uz priekšējās, centrālās un aizmugurējās daļas spiediena liešanu vienā operācijā.
Kāpēc? Tāpēc, ka tradicionālajās ražošanas metodēs tiek izmantotas līdz pat 400 atsevišķām štancēšanas detaļām, kas pēc tam ir jāsametina, jāsaskrūvē, jāsaskrūvē vai jāsalīmē kopā, lai izveidotu pilnīgu viengabalainu konstrukciju. Ja Tesla to spēs paveikt pareizi, ražošanas izmaksas varētu samazināties pat par 50 procentiem. Tas savukārt radīs milzīgu spiedienu uz visiem pārējiem ražotājiem, lai tie reaģētu vai nespētu konkurēt.
Pats par sevi saprotams, ka šie ražotāji jūtas sagrauti no visām pusēm, jo iedomīgi arodbiedrībās apvienojušies darbinieki dauza pie vārtiem un pieprasa lielāku daļu no jebkādas peļņas, kas joprojām tiek gūta.
Terijs Voihovsks, kurš trīsdesmit gadus nostrādāja General Motors, zina vienu vai divas lietas par automašīnu ražošanu. Tagad viņš ir ASV inženieruzņēmuma Caresoft Global prezidents. Viņš aģentūrai Reuters stāsta, ka, ja Tesla izdotos lielāko daļu elektroautomobiļa apakšas izgatavot ar gigacast tehnoloģiju, tas vēl vairāk mainītu automašīnu projektēšanas un ražošanas veidu. "Tas ir steroīdu iedarbības veicinātājs. Tam ir milzīga ietekme uz nozari, taču tas ir ļoti sarežģīts uzdevums. Liejumus ir ļoti grūti veikt, īpaši lielākus un sarežģītākus."
Divi no avotiem norādīja, ka Tesla jaunās dizaina un ražošanas metodes nozīmē, ka uzņēmums varētu izstrādāt automašīnu no nulles 18 līdz 24 mēnešu laikā, savukārt lielākajai daļai konkurentu tas pašlaik var aizņemt no trim līdz četriem gadiem. Viens liels rāmis, kas apvieno priekšējo un aizmugurējo daļu ar vidējo apakšpusi, kur atrodas akumulators, varētu tikt izmantots, lai ražotu jaunu, mazāku elektroautomobiļa modeli, kura mazumtirdzniecības cena ir aptuveni 25 000 USD. Trīs avoti norādīja, ka Tesla jau šajā mēnesī izlems, vai izgatavot vienlaidus platformu spiedlietnē.
Būtiski izaicinājumi priekšā
Viens no lielākajiem Tesla izaicinājumiem augstspiediena lējumu izmantošanā ir dobu apakšrāmju projektēšana, kuriem ir iekšējās ribas, kas nepieciešamas, lai tie spētu izkliedēt avāriju laikā radušos spēkus. Avoti apgalvo, ka Lielbritānijas, Vācijas, Japānas un Amerikas Savienoto Valstu dizaina un liešanas speciālistu inovācijas izmanto 3D drukāšanu un rūpnieciskās smiltis.
Veidņu izgatavošana, kas nepieciešama lielu detaļu augstspiediena liešanai, var būt diezgan dārga un saistīta ar ievērojamiem riskiem. Pēc liela metāla testa veidnes izgatavošanas, apstrādes pielāgojumi projektēšanas procesā varētu izmaksāt 100 000 USD par katru reizi, vai arī veidnes pilnīga pārveidošana varētu sasniegt 1,5 miljonus USD, norāda kāds liešanas speciālists. Cits teica, ka viss lielas metāla veidnes projektēšanas process parasti izmaksātu aptuveni 4 miljonus USD.
Daudzi autoražotāji ir uzskatījuši izmaksas un riskus par pārāk augstiem, jo īpaši tāpēc, ka dizainam varētu būt nepieciešami seši vai vairāk pielāgojumi, lai panāktu perfektu mikroshēmu no trokšņa un vibrācijas, piemērotības un apdares, ergonomikas un triecienizturības viedokļa. Taču risks reti uztrauc Elonu Masku, kurš bija pirmais, kas lika raķetēm lidot atpakaļgaitā.
Rūpnieciskās smiltis un 3D drukāšana
Tiek ziņots, ka Tesla ir vērsusies pie uzņēmumiem, kas izgatavo testa veidnes no rūpnieciskajām smiltīm, izmantojot 3D printerus. Izmantojot digitālo dizaina failu, printeri, kas pazīstami kā saistvielu strūklas, uzklāj šķidru saistvielu uz plānas smilšu kārtas un pakāpeniski slāni pa slānim veido veidni, kas var liešanas procesā veidot izkausētus sakausējumus. Saskaņā ar kādu avotu, smilšu liešanas dizaina validācijas procesa izmaksas ir aptuveni 3% no tā paša procesa izmaksām ar metāla prototipu.
Tas nozīmē, ka Tesla var pielāgot prototipus tik reižu, cik nepieciešams, dažu stundu laikā atkārtoti izdrukājot jaunu, izmantojot tādu uzņēmumu kā Desktop Metal un tā ExOne iekārtas. Divi avoti norādīja, ka dizaina validācijas cikls, izmantojot smilšu liešanu, aizņem tikai divus līdz trīs mēnešus, salīdzinot ar sešiem mēnešiem līdz gadam, ja veidne izgatavota no metāla.
Neskatoties uz šo lielāko elastību, pirms veiksmīgas liela mēroga lējumu izgatavošanas bija jāpārvar vēl viens būtisks šķērslis. Alumīnija sakausējumi, ko izmanto lējumu ražošanā, smilšu veidnēs uzvedas atšķirīgi nekā metāla veidnēs. Agrīnie prototipi bieži vien neatbilda Tesla specifikācijām.
Trīs avoti norādīja, ka liešanas speciālisti to pārvarēja, formulējot īpašus sakausējumus, precīzi pielāgojot izkausētā sakausējuma dzesēšanas procesu un izstrādājot pēcražošanas termisko apstrādi. Kad Tesla būs apmierināta ar smilšu veidnes prototipu, tā varēs ieguldīt līdzekļus galīgajā metāla veidnē masveida ražošanai.
Avoti norādīja, ka Tesla gaidāmā mazā automašīna/robotaksometrs ir devusi tai lielisku iespēju izgatavot elektrotransportlīdzekļu platformu vienā gabalā, galvenokārt tāpēc, ka tās apakšdaļa ir vienkāršāka. Mazajām automašīnām nav lielas "pārkares" priekšpusē un aizmugurē. "Savā ziņā tā ir kā laiva, akumulatora paplāte ar maziem spārniņiem, kas piestiprināti abos galos. To būtu loģiski izgatavot vienā gabalā," sacīja kāda persona.
Avoti apgalvoja, ka Tesla vēl jāizlemj, kāda veida presi izmantot, ja tā nolems apakšējo daļu liet vienā gabalā. Lai ātri izgatavotu lielas virsbūves detaļas, būs nepieciešamas lielākas liešanas iekārtas ar spiedes jaudu 16 000 tonnu vai vairāk. Šādas iekārtas būs dārgas un var prasīt lielākas rūpnīcas ēkas.
Preses ar lielu iespīlēšanas jaudu nevar uzņemt 3D drukātos smilšu serdeņus, kas nepieciešami dobu apakšrāmju izgatavošanai. Lai atrisinātu šo problēmu, Tesla izmanto cita veida presi, kurā lēnām var ievadīt izkausētu sakausējumu — metodi, kas parasti ļauj ražot augstākas kvalitātes lējumus un var uzņemt smilšu serdeņus.
Problēma ir tā, ka šis process aizņem ilgāku laiku. “Tesla joprojām varētu izvēlēties augstu spiedienu produktivitātes labad vai arī lēnu sakausējuma iesmidzināšanu kvalitātes un daudzpusības labad,” sacīja viens no cilvēkiem. “Šobrīd tā joprojām ir monētas mešana.”
Līdzņemšanai
Neatkarīgi no tā, kādu lēmumu Tesla pieņems, tam būs sekas visā autobūves nozarē visā pasaulē. Tesla, neskatoties uz ievērojamo cenu samazinājumu, joprojām ražo elektroautomobiļus ar peļņu, kas tradicionālajiem autoražotājiem ir ārkārtīgi grūti izdarāms.
Ja Tesla spēs ievērojami samazināt ražošanas izmaksas, izmantojot augstspiediena lējumus, šie uzņēmumi nonāks vēl lielākā ekonomiskā spiedienā. Nav grūti iedomāties, kas notika ar Kodak un Nokia. Kā tas ietekmētu pasaules ekonomiku un visus strādniekus, kas pašlaik ražo parastās automašīnas, var tikai minēt.
Avots:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Autors: Stīvs Henlijs
Rediģēja Meja Dzjana no MAT Aluminum
Publicēšanas laiks: 2024. gada 5. jūnijs
