Mire cualquier anuncio de un modelo de automóvil nuevo y verá que los fabricantes parecen competir por producir los coches más ligeros sin sacrificar el espacio, la calidad ni el confort. Para explicar por qué todos quieren fabricar vehículos más ligeros, la sección de automoción de USNews.com señala que «cuanto menor es la masa de un objeto, menos energía se necesita para moverlo».
Como los demás fabricantes de automóviles, Tesla también está tomando medidas para fabricar coches más sencillos, ligeros y económicos. Al estilo característico de Tesla, la empresa lo anunció con gran repercusión: el 5 de febrero de 2021 publicó un anuncio en Twitter en el que afirmaba haber adquirido «la máquina de fundición a presión más grande del mundo». La empresa dice que esta máquina «puede fundir en una sola pieza cada uno de los bajos delantero y trasero del vehículo, frente a las más de 70 piezas que se necesitaban antes para esas mismas secciones».
Este artículo analiza cómo Tesla planea mejorar sus automóviles mediante la fundición a presión de alta presión para hacerlos más sencillos, ligeros y económicos. Empezamos definiendo la fundición a presión de alta presión.
¿Qué es la fundición a presión de alta presión?
Los moldes de fundición a presión, especialmente los moldes de fundición a presión de alta presión (HPDC), están a la vanguardia de una revolución en la fabricación de automóviles. Pero ¿en qué consiste este proceso?
Para entender la fundición a presión de alta presión, empecemos por definir la fundición a presión. La enciclopedia en línea Britannica.com la define como «la formación de objetos metálicos mediante la inyección de metal fundido a presión en matrices o moldes». Las matrices y los moldes se fabrican con acero resistente al calor.
La expresión «alta presión» indica que el metal fundido se fuerza a presión dentro de la cavidad de la matriz. La cavidad, debidamente cerrada, contiene el metal fundido hasta que se solidifica con la forma deseada.
Isaiah Richard escribe para TechTimes.com, un sitio web que informa sobre los últimos avances e innovaciones de la industria, la ciencia y la tecnología. En el contexto de la fabricación de automóviles, se refiere a la fundición a presión de alta presión así: «Una máquina de fundición a presión es como una prensa que da forma al metal alrededor de un molde específico, que contiene todos los detalles que necesita el vehículo».
Presentación de la máquina de fundición a presión más grande del mundo
Cuando Tesla anunció en febrero de 2021 que tenía la máquina de fundición a presión más grande del mundo, a quienes conocen a Elon Musk no les sorprendió. Por ejemplo, en un artículo publicado en Entrepreneur.com, Randy Garn afirma que para Musk «un no no significa nada». Es decir, cree que todo es posible, incluso cuando muchas personas dicen que no.
Al escribir sobre la máquina de fundición a presión utilizada por Tesla para TorqueNews.com, Jeremy Johnson no oculta su admiración. Dice: «Tesla fabrica coches como se fabrican los coches de juguete, con automatización, ¡y parece impresión 3D!». Y añade: «¡Es como una gigantesca máquina tecnológica para hacer gofres!».
Puede que Tesla tenga la máquina de fundición a presión más grande del planeta. Sin embargo, el propio Musk indica que «hacer que esto funcione ha sido y sigue siendo muy difícil, pero supone una revolución en el diseño y la producción de carrocerías: menos peso, mayor rigidez, mejor NVH, más precisión, menor inversión de capital y menor coste por unidad».
FoundryMag.com, un sitio web con noticias sobre tecnología de fundición de metales, ofrece información sobre los motivos de Tesla para recurrir a la fundición a presión a gran escala. El sitio informa de que Musk había explicado en una entrevista «que el diseño y la fabricación de carrocerías de automóviles están plagados de ineficiencias, porque esos conjuntos incluyen numerosas piezas fundidas o estampadas que se sueldan o se unen entre sí».
Del tamaño de una casa pequeña
Edward Taylor y Paul Lienert, de Reuters.com, describen la máquina de fundición a presión de alta presión de Tesla, llamada Gigapress, como del «tamaño de una casa pequeña».
La máquina la suministra la empresa italiana IDRA Srl. La compañía presume de ser la «primera empresa del mundo que puede ofrecer prensas Giga al mercado».
Si se pregunta por qué Tesla recurrió a IDRA Srl, quizá no conozca sus objetivos innovadores:
- Crear soluciones para la instalación hidráulica que permitan ahorrar hasta un 40 % de energía.
- Permitir la fabricación de grandes piezas estructurales fundidas con paredes más delgadas, gracias a condiciones de inyección más estables en todas las fases.
- Mejorar la estética y la modularidad mediante una profunda evolución de la carrocería de los automóviles.
- Simplificar la puesta en marcha de las máquinas en las instalaciones del cliente mediante nuevas arquitecturas para la «celda de fundición a presión con un centro de control que supervisa la prensa y todos los demás equipos periféricos».
Thomas Fritsch, redactor jefe de Foundry-Planet.com, afirma que «Gigapress no es solo una máquina XXL; representa una nueva forma de pensar la fundición a presión».
¿Cómo ayuda la Gigapress a Tesla a fabricar coches más sencillos, ligeros y económicos?
Entonces, ¿por qué tanta atención a la enorme máquina de fundición a presión de alta presión de Tesla? Taylor y Lienert tienen una explicación. Dicen que esta máquina resolverá los desafíos a los que se enfrentan las empresas que intentan incorporar más aluminio a la estructura del automóvil.
Taylor y Lienert señalan que «el aluminio ha resultado difícil de utilizar en componentes grandes porque cuesta estamparlo en formas complejas». Y añaden: «Para obtener nervaduras y otras formas complejas, las piezas de aluminio han tenido que pegarse o remacharse, ya que la soldadura deforma el metal».
¿Y cómo resolverá este desafío la fundición a presión? Una vez más, Taylor y Lienert tienen la respuesta: «Inyectar aluminio fundido en un molde y utilizar robots para extraer el metal moldeado permite a Tesla combinar varias etapas de fabricación». Añaden que esto ha permitido a Tesla reducir a dos el número de piezas de los bajos traseros, creando la pieza de fundición más grande que haya fabricado una empresa automovilística.
Fritsch coincide en que la Giga Press reducirá los costes de las empresas que la utilicen. Escribe: «Dos Giga Press cuestan menos que cuatro máquinas grandes de 4000 t y permiten lograr ahorros considerables en toda el área de montaje». Y añade: «Se habla de aproximadamente un 20 % en el proceso completo, incluidas las fijaciones, los robots y la inspección de calidad de cada pieza».
Mejor calidad
La Gigapress también facilita la gestión de la calidad. Sobre este tema, Fritsch afirma: «La palabra clave es “calidad”: entre las ventajas mencionadas están las mejores características, la estabilidad y la rigidez de la pieza fundida, así como la simplificación del control de calidad, que se realiza con un código de prueba por cada tres piezas fundidas».
Respetuosa con el medio ambiente
En un vídeo publicado en YouTube, Riccardo Ferrario, director general de IDRA, habla de proteger el planeta. Dice: «Si nos atrevemos a soñar a lo grande y estamos convencidos de lo que hacemos, podemos cambiar el mundo para ofrecer un futuro mejor a nuestros hijos y nietos».
A continuación puede ver el vídeo completo de Ferrario.
Fritsch respalda la afirmación sobre el ahorro energético. Escribe: «En materia de sostenibilidad y fabricación respetuosa con el medio ambiente, el concepto de utilizar menos piezas de fundición y de mayor tamaño puede reducir el esfuerzo hasta un 20 %, especialmente en lo que respecta al consumo de energía». Añade que «la estrategia de fundir piezas grandes de una sola vez también ayuda a ahorrar energía y recursos a largo plazo».
La patente
También podemos hacernos una mejor idea de las capacidades de la nueva máquina de fundición a presión de alta presión de Tesla al consultar la patente presentada por la empresa: Máquina de fundición unitaria multidireccional para el bastidor de un vehículo y métodos asociados.
Una parte de la patente dice: «La presente divulgación describe realizaciones de máquinas de fundición a presión y sus métodos, que pueden reducir el tiempo de montaje, los costes de operación, los costes de fabricación, la superficie ocupada por la fábrica, los costes operativos de la fábrica, los costes de utillaje y/o la cantidad de equipos».
La patente también añade: «Estas máquinas de fundición pueden reducir el número de máquinas o de piezas de fundición necesarias para fabricar un bastidor completo o prácticamente completo de un vehículo (por ejemplo, a menos de seis, menos de cinco, menos de cuatro, menos de tres, menos de dos máquinas de fundición, o incluso a una sola máquina)».
La Giga Press es el futuro de Tesla
En un artículo de diciembre de 2020 para Teslarati.com, un sitio web dedicado a Tesla, Simon Alvarez ofrece un adelanto del futuro. Informa de que circulan rumores según los cuales Tesla ha encargado otras 11 Giga Press.
«Informaciones anteriores apuntan a que Giga Berlín recibirá ocho de estas máquinas, y las imágenes aéreas del emplazamiento de Giga Texas parecen revelar tres fosos de aislamiento para estas máquinas gigantes», afirma Alvarez.
Si Musk había dicho antes que «hacer que esto funcione ha sido y sigue siendo muy difícil», parece que tenía razón. El 12 de marzo de 2021, Fox Business informó de que la Giga Press de Tesla se había incendiado en la fábrica de Fremont, California.
Según Fox Business, el «incendio fue provocado por el fluido hidráulico y el aluminio fundido utilizados en una prensa de fundición a presión que se estaba instalando en las instalaciones».
Teniendo en cuenta los numerosos obstáculos que Tesla ha superado a lo largo de los años, es probable que la empresa pueda afrontar con éxito cualquier desafío relacionado con las innovaciones de fundición a presión de alta presión a gran escala que está introduciendo.
Nathan Bomey escribe para USA Today y nos recuerda por qué el futuro de Tesla parece prometedor. Dice: «Ya no está en duda la supervivencia de la empresa a corto plazo —hoy es el fabricante de automóviles más valioso del mundo, según la bolsa—, por lo que ahora puede centrarse en trazar una senda de éxito a largo plazo».
Si los rumores de que Tesla comprará casi una docena de Giga Press próximamente son ciertos, su camino hacia el éxito a largo plazo parece más claro.
