Wie Hochdruckguss Teslas leichter, billiger macht

Schauen Sie sich jede Anzeige für ein neues Automodell an, und Sie werden feststellen, dass die Autohersteller in einem Rennen zu sein scheinen, um die leichtesten Autos herzustellen, ohne Kompromisse bei Platz, Qualität und Komfort einzugehen. Warum jeder Autohersteller leichtere Autos bauen will, erklärt die Autoabteilung von USNews.com Anmerkungen dass „je weniger Masse etwas hat, desto weniger Energie wird benötigt, um es zu bewegen.“

Wie alle anderen Autohersteller ergreift auch Tesla Maßnahmen, um einfachere, leichtere und billigere Autos herzustellen. In seiner charakteristischen Tesla-Manier tut das Unternehmen dies mit großem Tamtam, ankündigen über einen Tweet am 5. Februar 2021, dass es die „größte Druckgussmaschine der Welt“ erworben hat. Das Unternehmen sagt dass diese Maschine „vordere und hintere Fahrzeugunterböden in jeweils einem Stück gießen kann – weniger als zuvor mehr als 70 Teile für dieselben Abschnitte.“

Dieser Artikel befasst sich mit den Plänen von Tesla, Hochdruckguss einzusetzen, um seine Autos zu verbessern, indem sie einfacher, leichter und billiger werden. Wir beginnen mit der Definition des Druckgusses.

Was ist Druckguss?

Druckgussformen, insbesondere Hochdruckgussformen (HPDC), stehen an der Spitze einer Revolution bei der Herstellung von Autos. Aber was ist Druckguss?

Um den Druckguss zu verstehen, beginnen wir mit der Definition des Druckgusses. Die Online-Enzyklopädie Britannica.com definiert Druckguss als „Bilden von Metallgegenständen durch Einspritzen von geschmolzenem Metall unter Druck in Matrizen oder Formen“. Die Matrizen und Formen sind aus hitzebeständigem Stahl gefertigt.

Der Hochdruckteil bedeutet, dass das geschmolzene Metall unter Druck in einen Formhohlraum gedrückt wird. Der ordnungsgemäß verschlossene Hohlraum hält das geschmolzene Metall, bis es sich in der gewünschten Form verfestigt.

Isaiah Richard schreibt für TechTimes.com, eine Website, die über die neuesten Entwicklungen und Innovationen in Industrie, Wissenschaft und Technologie berichtet. Er bezieht sich auf Hochdruckguss im Zusammenhang mit der Automobilherstellung: „Eine Druckgussmaschine ist wie eine Presse, die das Metall um einen bestimmten Guss herum formt, der alle Details enthält, die das Fahrzeug benötigt.“

Wir stellen die größte Druckgussmaschine der Welt vor

Als Tesla im Februar 2021 ankündigte, die größte Druckgussmaschine der Welt zu haben, waren Kenner von Elon Musk nicht überrascht. Zum Beispiel in seinem Artikel von Entrepreneur.com, Randy Garn sagt dass „Nein“ für Musk nichts bedeutet. Das bedeutet, dass er glaubt, dass alles getan werden kann, auch wenn viele Leute nein sagen.

Wenn er für TorqueNews.com über die von Tesla verwendete Druckgussmaschine schreibt, kann Jeremy Johnson nicht verbergen, dass er beeindruckt ist. Er sagt, „Tesla stellt Autos genauso her, wie Spielzeugautos automatisiert hergestellt werden, und es ist wie 3D-Druck!“ Fügte hinzu: "Es ist wie ein riesiger High-Tech-Waffeleisen!"

Tesla hat möglicherweise die größte Druckgussmaschine der Welt. Allerdings Musk selbst zeigt an dass „diese Arbeit zu realisieren war/ist immer noch super schwierig, aber es ist eine Revolution in Karosseriedesign und -produktion – leichter, straffer, besserer NVH, höhere Präzision, niedrigerer Investitionsaufwand, niedrigere Stückkosten.“

FoundryMag.com, eine Website, die Neuigkeiten über die Metallgusstechnologie enthält, bietet einige Einblicke in Teslas Gründe für seine Entscheidung, sich in großem Umfang dem Druckguss zuzuwenden. Der Standort Berichte dass Musk während eines Interviews angedeutet hatte, „dass die Konstruktion und Herstellung von Karosserien mit Ineffizienzen behaftet ist, weil solche Baugruppen mehrere gegossene und/oder gestanzte Teile umfassen, die miteinander verschweißt oder verbunden werden“.

Größe eines kleinen Hauses

Edward Taylor und Paul Lienert von Reuters.com beschreiben Teslas Hochdruckgussmaschine, genannt Gigapress, mit den Worten „Größe eines kleinen Hauses“.

Die Maschine wird von der italienischen Firma IDRA Srl geliefert. Das Unternehmen rühmt sich dass es das „weltweit erste Unternehmen ist, das … Giga-Pressen auf dem Markt anbieten kann.“

Wenn Sie sich fragen, warum Tesla wegen der Maschine zu IDRA Srl gegangen ist, haben Sie die letztere wahrscheinlich nicht gesehen innovative Ziele:

• Erstellen Sie Lösungen für die Hydraulikanlage, die den Energieverbrauch um bis zu 40% senken können.
• Machen Sie es möglich, große Strukturgussteile mit dünneren Wänden herzustellen, indem Sie stabilere Einspritzbedingungen in allen Phasen ermöglichen.
• Verbesserung der Ästhetik und Modularität durch die Einführung einer tiefgreifenden Evolution in der Karosserie von Autos.
• Vereinfachung der Maschineninbetriebnahme beim Kunden durch Entwicklung neuartiger Architekturen für die „Druckgusszelle mit zentraler Steuerungszentrale zur Überwachung der Presse und aller anderen Peripheriegeräte“.

Thomas Fritsch, Chefredakteur bei Foundry-Planet.com, sagt dass „Gigapress nicht nur XXL ist, sondern ein neues Denken im Druckguss signalisiert.“

Wie hilft die Gigapress Tesla, einfachere, leichtere und billigere Teslas zu machen?

Was also hat es mit der riesigen Hochdruckgussmaschine bei Tesla auf sich? Taylor und Lienert haben eine Idee. Sie sagen dass die Hochdruckgussmaschine die Herausforderungen lösen wird, denen sich Unternehmen gegenübersehen, die versuchen, mehr Aluminium in den Fahrzeugrahmen einzubringen.

Taylor und Lienert Hinweis dass „Aluminium sich bei der Verwendung in großen Bauteilen als umständlich erwiesen hat, da es schwierig ist, komplexe Formen zu stanzen.“ Fügte hinzu: „Um komplizierte Grate und andere Formen zu erhalten, mussten Aluminiumteile geklebt oder genietet werden, da das Schweißen das Metall verformt.“

Und wie löst Druckguss diese Herausforderung? Wieder haben Taylor und Lienert die Antworten: „Das Einspritzen von geschmolzenem Aluminium in einen Guss und das Herausziehen des geformten Metalls durch Roboter ermöglicht es Tesla, mehrere Fertigungsschritte zu kombinieren.“ Sie fügen hinzu, dass dies Tesla ermöglicht habe, die Anzahl der Teile im hinteren Unterboden auf zwei Teile zu reduzieren, wodurch das größte Gussteil entsteht, das jemals in einem Autohersteller gesehen wurde.

Fritsch stimmt zu, dass die Giga Press die Dinge für Unternehmen, die sie verwenden, billiger machen wird. Er schreibt, „Zwei Giga-Pressen sind günstiger als vier große 4000-t-Maschinen und es lassen sich erhebliche Einsparungen im gesamten Montagebereich erzielen.“ Und fügt hinzu: „Man spricht von etwa 20% bezogen auf den Gesamtprozess mit Fixierungen, Robotern und Qualitätsprüfung der Einzelteile.“

Bessere Qualität

Die Gigapress erleichtert auch das Qualitätsmanagement. In diesem Zusammenhang Fritsch sagt, „Das Stichwort heißt ‚Qualität‘ – als Argumente werden hier die besseren Eigenschaften, die Stabilität und Steifigkeit des Gussteils, aber auch die Vereinfachung der Qualitätskontrolle genannt, die durch einen Prüfcode je 3 Gussteile geprüft wird. ”

Freundlich zur Umwelt

In einem Video Auf YouTube gepostet, bezieht sich der General Manager von IDRA, Riccardo Ferrario, auf die Rettung des Planeten. Er sagt: „Wenn wir es wagen, große Träume zu haben, und wir von dem überzeugt sind, was wir tun, können wir die Welt in Richtung einer besseren Zukunft für unsere Kinder und unsere Enkelkinder verändern.“

Sie können Ferrarios vollständiges Video unten sehen.

Fritsch unterstützt den Energiesparanspruch. Er schreibt, „Hinsichtlich Nachhaltigkeit und umweltfreundlicher Produktion können durch das Konzept weniger und damit sehr großer Druckgussteile Vorteile von bis zu 20% weniger Aufwand, insbesondere beim Energieverbrauch, erzielt werden.“ „Auch die 1-Shot-Strategie für große Druckgussteile hilft, langfristig Energie und Ressourcen zu sparen“, ergänzt er.

Das Patent

Was die neue Druckgussmaschine von Tesla alles kann, können wir uns auch besser vorstellen, wenn wir uns das anschauen Multidirektionale Unibody-Gießmaschine für einen Fahrzeugrahmen und zugehörige Verfahren Patent von Tesla eingereicht.

Teil des Patents liest, „Die vorliegende Offenbarung beschreibt Ausführungsformen von Druckgussmaschinen und deren Verfahren, die die Bauzeit, die Betriebskosten, die Herstellungskosten, den Platzbedarf der Fabrik, die Betriebskosten der Fabrik, die Werkzeugkosten und/oder die Menge der Ausrüstung reduzieren können.“

Das Patent auch fügt hinzu dass „Solche Gießmaschinen die Anzahl der Gießmaschinen oder tatsächlichen Gussteile, die zum Gießen eines vollständigen oder im Wesentlichen vollständigen Fahrzeugrahmens erforderlich sind, reduzieren können (z. B. auf weniger als sechs, weniger als fünf, weniger als vier, weniger als drei, weniger als zwei oder eine Gießmaschine(n)).“

Die Giga-Presse ist die Zukunft bei Tesla

In einem Artikel vom Dezember 2020, der für Teslarati.com, eine Website rund um Tesla, produziert wurde, wirft Simon Alvarez einen kurzen Blick in die Zukunft. Er Berichte dass es Gerüchte gibt, dass Tesla weitere 11 Giga Presses bestellt hat.

„Frühere Berichte deuten darauf hin, dass Giga Berlin acht der Maschinen erhalten hat, und Überführungen am Standort Giga Texas scheinen drei Isolationsgruben für die Monstermaschinen in der Gegend zu enthüllen.“ sagt Alvarez.

Wenn Musk das früher getan hätte sagte dass „diese Arbeit zu machen war / ist immer noch super schwierig“, scheint er auf den Punkt gebracht zu haben. Am 12. März 2021, Fox Business gemeldet dass Teslas Giga Press in der Fabrik in Fremont, Kalifornien, Feuer gefangen hatte.

Laut Fox Business war die „Flamme verursacht durch Hydraulikflüssigkeit und geschmolzenes Aluminium, die in einer Druckgusspresse verwendet werden, die in der Anlage installiert wird.“

Wenn Sie die Anzahl der Hürden bedenken, die Tesla im Laufe der Jahre überwunden hat, wird das Unternehmen wahrscheinlich in der Lage sein, alle Herausforderungen im Zusammenhang mit der Masse erfolgreich zu meistern Hochdruckguss Innovationen, die es einführt.

Nathan Bomey schreibt für USA Today und erinnert uns daran, warum Teslas Zukunft rosig aussieht. Er sagt, „Da das kurzfristige Überleben des Unternehmens nicht mehr in Frage gestellt wird – es ist heute laut Börse der wertvollste Autohersteller der Welt – kann es sich nun auf einen langfristigen Erfolgskurs konzentrieren.“

Wenn die Gerüchte stimmen, dass Tesla bald fast ein Dutzend Giga Presses kauft, scheint der langfristige Erfolgspfad offensichtlicher.