Šķiet, ka aģentūrai Reuters ir lieliski avoti dziļi Teslā. Ziņojumā, kas datēts ar 2023. gada 14. septembri, teikts, ka ne mazāk kā 5 cilvēki ir teikuši, ka uzņēmums tuvojas savam mērķim izliet savu automašīnu apakšējo daļu vienā gabalā. Liešana būtībā ir diezgan vienkāršs process. Izveidojiet veidni, piepildiet to ar izkausētu metālu, ļaujiet tai atdzist, noņemiet veidni un voila! Tūlītēja automašīna. Tas darbojas labi, ja ražojat Tinkertoys vai Matchbox automašīnas, taču tas ir ārkārtīgi sarežģīti, ja mēģināt to izmantot pilna izmēra transportlīdzekļu izgatavošanai.
Conestoga vagoni tika būvēti uz koka rāmjiem. Agrīnās automašīnas izmantoja arī koka rāmjus. Kad Henrijs Fords izveidoja pirmo montāžas līniju, norma bija transportlīdzekļu būvēšana uz kāpņu rāmja — divām dzelzs sliedēm, kas bija savienotas kopā ar šķērsām. Pirmā unibody sērijveida automašīna bija Citroen Traction Avant 1934. gadā, kam nākamajā gadā sekoja Chrysler Airflow.
Unibody automašīnām zem tiem nav rāmja. Tā vietā metāla korpuss ir veidots un veidots tā, lai tas varētu izturēt piedziņas svaru un aizsargāt pasažierus avārijas gadījumā. Sākot ar 1950. gadiem, autoražotāji, japāņu uzņēmumu, piemēram, Honda un Toyota, celmlaužu ražošanas inovāciju veicināti, pārgāja uz vienkorpusa automobiļu ražošanu ar priekšējo riteņu piedziņu.
Viss spēka agregāts, komplektā ar dzinēju, transmisiju, diferenciāli, piedziņas vārpstām, statņiem un bremzēm, tika uzstādīts uz atsevišķas platformas, kas tika pacelta vietā no apakšas uz montāžas līnijas, nevis nolaižot dzinēju un transmisiju no augšas tā, kā tas bija. tika darīts automašīnām, kas būvētas uz rāmja. Izmaiņu iemesls? Ātrāks montāžas laiks, kas samazināja ražošanas vienības izmaksas.
Ilgu laiku unibody tehnoloģija tika dota priekšroka tā dēvētajiem ekonomiskajiem automobiļiem, savukārt kāpņu rāmji bija izvēle lielākiem sedaniem un vagoniem. Bija sajaukti daži hibrīdi — automašīnas ar rāmja sliedēm priekšpusē, kas bija pieskrūvētas vienkorpusa pasažieru nodalījumā. Chevy Nova un MGB bija šīs tendences piemēri, kas nebija ilgi.
Tesla pagriežas uz augstspiediena liešanu
Tesla, kurai ir ieradums traucēt automašīnu ražošanu, pirms vairākiem gadiem sāka eksperimentēt ar augstspiediena lējumiem. Vispirms tas koncentrējās uz aizmugurējās konstrukcijas izgatavošanu. Kad tas kļuva pareizi, tas pārgāja uz priekšējās konstrukcijas izgatavošanu. Tagad, saskaņā ar avotiem, Tesla koncentrējas uz priekšējās, centrālās un aizmugurējās daļas spiediena liešanu vienā darbībā.
Kāpēc? Tā kā tradicionālās ražošanas metodes izmanto līdz pat 400 atsevišķiem spiedojumiem, kas pēc tam ir jāsametina, jāpieskrūvē, jāpieskrūvē vai jāsalīmē kopā, lai izveidotu pilnīgu vienotu korpusu. Ja Tesla varēs to izdarīt pareizi, tās ražošanas izmaksas varētu samazināties līdz pat 50 procentiem. Tas, savukārt, radīs milzīgu spiedienu uz visiem citiem ražotājiem, lai viņi reaģētu, vai arī viņi nespēs konkurēt.
Pats par sevi saprotams, ka šie ražotāji jūtas satriekti no visām pusēm, jo augstprātīgi arodbiedrību darbinieki sit pa vārtiem un pieprasa lielāku daļu no peļņas, kas joprojām tiek gūta.
Terijs Voičovsks, kurš strādāja General Motors 3 gadu desmitus, zina kaut ko vai divas par automašīnu ražošanu. Tagad viņš ir ASV inženieru kompānijas Caresoft Global prezidents. Viņš stāsta aģentūrai Reuters, ka, ja Teslai izdosies gigacast lielāko daļu EV apakšas, tas vēl vairāk traucētu automašīnu projektēšanu un ražošanu. "Tas ir steroīdu veicinātājs. Tam ir milzīga ietekme uz nozari, taču tas ir ļoti sarežģīts uzdevums. Kastingi ir ļoti grūti izdarāmi, jo īpaši lielāki un sarežģītāki.
Divi no avotiem teica, ka Tesla jaunās konstrukcijas un ražošanas metodes nozīmē, ka uzņēmums varētu izstrādāt automašīnu no paša sākuma 18 līdz 24 mēnešu laikā, savukārt lielākajai daļai konkurentu pašlaik tas var ilgt no trim līdz četriem gadiem. Vienu lielu rāmi, apvienojot priekšējo un aizmugurējo daļu ar vidējo apakšējo daļu, kurā atrodas akumulators, varētu izmantot, lai ražotu jaunu, mazāku elektromobili, kura mazumtirdzniecība ir aptuveni 25 000 USD. Paredzams, ka Tesla šomēnes izlems, vai izmantot viengabala platformu, sacīja trīs avoti.
Gaidāmi nozīmīgi izaicinājumi
Viens no lielākajiem izaicinājumiem Tesla, izmantojot augstspiediena lējumus, ir veidot apakšrāmjus, kas ir dobi, bet ar iekšējām ribām, kas nepieciešamas, lai tie spētu izkliedēt spēkus, kas rodas avāriju laikā. Avoti apgalvo, ka Lielbritānijas, Vācijas, Japānas un ASV dizaina un liešanas speciālistu jauninājumi izmanto 3D drukāšanu un rūpnieciskās smiltis.
Lielu komponentu augstspiediena liešanai nepieciešamo veidņu izgatavošana var būt diezgan dārga un saistīta ar ievērojamu risku. Pēc kāda liešanas speciālista domām, kad būs izgatavota liela metāla testa veidne, mehāniski pielāgojumi projektēšanas procesa laikā varētu izmaksāt 100 000 USD vai veidnes pārtaisīšana kopumā var sasniegt 1,5 miljonus USD. Cits teica, ka viss lielas metāla veidnes projektēšanas process parasti izmaksās aptuveni 4 miljonus USD.
Daudzi autoražotāji ir uzskatījuši, ka izmaksas un riski ir pārāk augsti, jo īpaši tāpēc, ka dizains var būt nepieciešams pusducis vai vairāk pielāgojumu, lai sasniegtu perfektu formu no trokšņa un vibrācijas, piemērotības un apdares, ergonomikas un triecienizturības viedokļa. Bet risks ir tas, kas reti satrauc Elonu Masku, kurš pirmais lika raķetēm lidot atpakaļgaitā.
Rūpnieciskā smilšu un 3D druka
Tiek ziņots, ka Tesla ir vērsusies pie uzņēmumiem, kas ar 3D printeriem izgatavo testa veidnes no rūpnieciskajām smiltīm. Izmantojot digitālo dizaina failu, printeri, kas pazīstami kā saistvielas strūklas, uzklāj šķidru saistvielu uz plānas smilšu slāņa un pakāpeniski izveido veidni, kas slānis pa slānim var izmantot kausētus sakausējumus. Saskaņā ar vienu avotu, projekta apstiprināšanas procesa izmaksas ar smilšu liešanu maksā apmēram 3% no tā paša darbības veikšanas ar metāla prototipu.
Tas nozīmē, ka Tesla var pielāgot prototipus tik reižu, cik nepieciešams, dažu stundu laikā atkārtoti izdrukājot jaunu, izmantojot iekārtas no tādiem uzņēmumiem kā Desktop Metal un tā ExOne vienība. Projekta apstiprināšanas cikls, izmantojot smilšu liešanu, ilgst tikai divus līdz trīs mēnešus, sacīja divi avoti, salīdzinot ar sešiem mēnešiem līdz gadam no metāla izgatavotai veidnei.
Tomēr, neskatoties uz šo lielāku elastību, joprojām bija jāpārvar vēl viens liels šķērslis, lai varētu veiksmīgi veikt liela mēroga lējumus. Alumīnija sakausējumi, ko izmanto lējumu ražošanai, veidnēs, kas izgatavotas no smiltīm, uzvedas savādāk nekā metāla veidnēs. Agrīnie prototipi bieži neatbilda Teslas specifikācijām.
Liešanas speciālisti to pārvarēja, veidojot īpašus sakausējumus, precīzi noregulējot izkausētā sakausējuma dzesēšanas procesu un izstrādājot pēcražošanas termisko apstrādi, sacīja trīs avoti. Kad Tesla ir apmierināta ar smilšu veidnes prototipu, tā var ieguldīt galīgajā metāla veidnē masveida ražošanai.
Avoti teica, ka Tesla gaidāmā mazā automašīna/robotaksī ir devis tai lielisku iespēju vienā gabalā izgatavot EV platformu, galvenokārt tāpēc, ka tās apakšdaļa ir vienkāršāka. Mazajām automašīnām nav lielas “pārkares” priekšā un aizmugurē. “Tā savā ziņā ir kā laiva, akumulatora paliktnis ar maziem spārniem, kas piestiprināti abos galos. To būtu jēga darīt vienā gabalā, ”sacīja kāds.
Avoti apgalvoja, ka Tesla joprojām ir jāizlemj, kāda veida presi izmantot, ja tā nolemj izliet apakšējo daļu vienā gabalā. Lai ātri izgatavotu lielas virsbūves daļas, būs nepieciešamas lielākas liešanas mašīnas ar saspiešanas jaudu 16 000 tonnu vai vairāk. Šādas iekārtas būs dārgas, un tām var būt nepieciešamas lielākas rūpnīcu ēkas.
Preses ar lielu saspiešanas jaudu nevar uzņemt 3D drukātās smilšu serdes, kas nepieciešamas dobu apakšrāmju izgatavošanai. Lai atrisinātu šo problēmu, Tesla izmanto cita veida presi, kurā var lēnām ievadīt izkausētu sakausējumu — metodi, kas mēdz ražot augstākas kvalitātes lējumus un var pielāgot smilšu serdeņus.
Problēma ir: šis process aizņem ilgāku laiku. "Tesla joprojām varētu izvēlēties augstu spiedienu, lai nodrošinātu produktivitāti, vai arī viņi varētu izvēlēties lēnu sakausējuma iesmidzināšanu, lai nodrošinātu kvalitāti un daudzpusību," sacīja viens no cilvēkiem. "Šobrīd tā joprojām ir monētas mešana."
Takeaway
Neatkarīgi no lēmuma, ko pieņems Tesla, tam būs sekas, kas viļņosies visā auto industrijā visā pasaulē. Tesla, neraugoties uz ievērojamiem cenu samazinājumiem, joprojām ražo elektromobiļus ar peļņu — mantotajiem autoražotājiem tas ir ārkārtīgi grūti.
Ja Tesla varēs ievērojami samazināt ražošanas izmaksas, izmantojot augstspiediena lējumus, šie uzņēmumi būs pakļauti vēl lielākam ekonomiskam spiedienam. Nav grūti iedomāties, kas ar Kodak un Nokia notika ar viņiem. Tas, kur tas atstātu pasaules ekonomiku un visus strādniekus, kas pašlaik ražo parastās automašīnas, var minēt.
Avots:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Autors: Stīvs Henlijs
Rediģēja May Jiang no MAT Aluminium
Publicēšanas laiks: 05.06.2024
