Consultez une publicité pour un nouveau modèle de voiture : vous remarquerez que les constructeurs semblent rivaliser pour produire les véhicules les plus légers possible sans compromettre l’espace, la qualité ni le confort. Pour expliquer cette tendance, la rubrique automobile de USNews.com souligne que « plus un objet est léger, moins il faut d’énergie pour le déplacer ».
Comme les autres constructeurs, Tesla prend des mesures pour fabriquer des voitures plus simples, plus légères et moins chères. Fidèle à son style, l’entreprise a annoncé en grande pompe, dans un tweet publié le 5 février 2021, avoir acquis la « plus grande machine de moulage sous pression au monde ». L’entreprise indique que cette machine « peut couler les parties avant et arrière du soubassement d’un véhicule en une seule pièce chacune, contre plus de 70 pièces auparavant pour ces mêmes sections ».
Cet article examine comment Tesla prévoit d’améliorer ses voitures grâce au moulage sous pression haute pression, afin de les rendre plus simples, plus légères et moins chères. Commençons par définir ce procédé.
Qu’est-ce que le moulage sous pression haute pression ?
Les moules de moulage sous pression, notamment ceux utilisés pour le moulage sous pression haute pression (HPDC), sont au cœur d’une révolution dans la fabrication automobile. Mais en quoi consiste ce procédé ?
Pour le comprendre, commençons par définir le moulage sous pression. L’encyclopédie en ligne Britannica.com le définit comme la « formation d’objets métalliques par injection de métal en fusion, sous pression, dans des matrices ou des moules ». Les matrices et les moules sont fabriqués en acier résistant à la chaleur.
La mention « haute pression » signifie que le métal en fusion est injecté sous pression dans l’empreinte de la matrice. Une fois correctement fermée, celle-ci retient le métal jusqu’à sa solidification dans la forme souhaitée.
Isaiah Richard écrit pour TechTimes.com, un site consacré aux dernières évolutions et innovations dans l’industrie, les sciences et la technologie. Dans le contexte de la fabrication automobile, il décrit le moulage sous pression haute pression ainsi : « Une machine de moulage sous pression ressemble à une presse qui façonne le métal autour d’un moule contenant tous les détails nécessaires au véhicule. »
Présentation de la plus grande machine de moulage sous pression au monde
Lorsque Tesla a annoncé en février 2021 qu’elle possédait la plus grande machine de moulage sous pression au monde, ceux qui connaissent Elon Musk n’ont pas été surpris. Dans un article publié par Entrepreneur.com, Randy Garn explique que, pour Musk, « non ne signifie rien ». Autrement dit, il estime que tout est possible, même lorsque beaucoup disent le contraire.
Dans son article sur la machine de moulage sous pression utilisée par Tesla, publié sur TorqueNews.com, Jeremy Johnson ne cache pas son admiration. Il écrit : « Tesla fabrique des voitures comme on fabrique des voitures miniatures, grâce à l’automatisation, et c’est comme de l’impression 3D ! » Il ajoute : « C’est comme une énorme machine à gaufres de haute technologie ! »
Tesla possède peut-être la plus grande machine de moulage sous pression au monde. Musk lui-même reconnaît toutefois que « la mise au point a été, et reste, extrêmement difficile, mais qu’il s’agit d’une révolution dans la conception et la production des carrosseries : plus légères, plus rigides, avec de meilleures performances NVH, une précision accrue, des dépenses d’investissement réduites et un coût unitaire inférieur ».
FoundryMag.com, un site consacré à l’actualité des technologies de fonderie, apporte des éléments sur les raisons qui ont poussé Tesla à adopter le moulage sous pression à très grande échelle. Le site rapporte que Musk avait expliqué lors d’un entretien que « la conception et la fabrication des carrosseries automobiles sont marquées par des inefficacités, car ces ensembles comprennent plusieurs pièces moulées et/ou embouties, soudées ou assemblées entre elles ».
La taille d’une petite maison
Edward Taylor et Paul Lienert, de Reuters.com, décrivent la machine de moulage sous pression haute pression de Tesla, baptisée Gigapress, comme ayant la « taille d’une petite maison ».
La machine est fournie par la société italienne IDRA Srl, qui se présente comme la « première entreprise au monde à proposer des Giga Press sur le marché ».
Vous vous demandez pourquoi Tesla a choisi IDRA Srl ? Vous n’avez sans doute pas encore découvert ses objectifs innovants :
- Concevoir des solutions pour les installations hydrauliques permettant de réduire la consommation d’énergie jusqu’à 40%.
- Permettre la fabrication de grandes pièces structurelles moulées à parois plus fines, en stabilisant les conditions d’injection à toutes les étapes.
- Améliorer l’esthétique et la modularité grâce à une évolution profonde de la structure des carrosseries.
- Simplifier la mise en service des machines chez le client grâce à de nouvelles architectures pour la « cellule de moulage sous pression dotée d’un poste de commande central qui surveille la presse et tous les équipements périphériques ».
Thomas Fritsch, rédacteur en chef de Foundry-Planet.com, déclare : « La Gigapress n’est pas seulement une machine XXL : elle annonce une nouvelle façon d’envisager le moulage sous pression. »
Comment la Gigapress aide-t-elle Tesla à fabriquer des voitures plus simples, plus légères et moins chères ?
Pourquoi cette immense machine de moulage sous pression haute pression fait-elle autant parler d’elle chez Tesla ? Taylor et Lienert avancent une explication. Ils estiment qu’elle résoudra les difficultés rencontrées par les entreprises qui cherchent à intégrer davantage d’aluminium dans le châssis des voitures.
Taylor et Lienert soulignent que « l’aluminium s’est révélé difficile à utiliser pour les grandes pièces, car il est compliqué de l’emboutir en formes complexes ». Ils ajoutent : « Pour obtenir des nervures complexes et d’autres formes, il a fallu coller ou riveter les pièces en aluminium, car le soudage déforme le métal. »
Et comment le moulage sous pression peut-il résoudre ce problème ? Taylor et Lienert ont également la réponse : « Injecter de l’aluminium en fusion dans un moule et faire extraire le métal moulé par des robots permet à Tesla de combiner plusieurs étapes de fabrication. » Ils ajoutent que cela a permis à Tesla de réduire à deux le nombre de pièces du soubassement arrière, créant ainsi la plus grande pièce moulée jamais vue dans l’industrie automobile.
Fritsch convient que la Giga Press permettra aux entreprises qui l’utilisent de réduire leurs coûts. Il écrit : « Deux Giga Press coûtent moins cher que quatre grandes machines de 4000t, et des économies considérables peuvent être réalisées dans toute la zone d’assemblage. » Il ajoute : « On parle d’environ 20% sur l’ensemble du processus, y compris les dispositifs de fixation, les robots et le contrôle qualité des pièces individuelles. »
Une meilleure qualité
La Giga Press facilite également la gestion de la qualité. À ce sujet, Fritsch déclare : « Le mot clé est “qualité” : les arguments évoqués ici sont les meilleures caractéristiques, la stabilité et la rigidité de la pièce moulée, ainsi que la simplification du contrôle qualité, effectué au moyen d’un code de test pour trois pièces moulées. »
Respectueuse de l’environnement
Dans une vidéo publiée sur YouTube, Riccardo Ferrario, directeur général d’IDRA, évoque la sauvegarde de la planète. Il déclare : « Si nous osons rêver grand et que nous croyons en ce que nous faisons, nous pouvons faire évoluer le monde vers un avenir meilleur pour nos enfants et nos petits-enfants. »
Vous pouvez regarder ci-dessous la vidéo complète de Ferrario.
Fritsch confirme les économies d’énergie annoncées. Il écrit : « En matière de durabilité et de fabrication respectueuse de l’environnement, le recours à un nombre réduit de pièces moulées sous pression de très grande taille peut permettre de réduire les efforts jusqu’à 20%, notamment en matière de consommation d’énergie. » Il ajoute que « la stratégie du moulage en 1-Shot de grandes pièces moulées sous pression contribue également à économiser de l’énergie et des ressources sur le long terme. »
Le brevet
Nous pouvons également mieux comprendre les capacités de la nouvelle machine de moulage sous pression à haute pression de Tesla en examinant le brevet de l’entreprise intitulé Machine de moulage monocoque multidirectionnelle pour châssis de véhicule et procédés associés.
Un extrait du brevet indique : « La présente divulgation décrit des modes de réalisation de machines de moulage sous pression et de leurs procédés, susceptibles de réduire le temps de fabrication, les coûts d’exploitation, les coûts de fabrication, l’espace occupé par l’usine, les coûts d’exploitation de l’usine, les coûts d’outillage et/ou le nombre d’équipements. »
Le brevet précise également : « Ces machines de moulage peuvent réduire le nombre de machines ou de pièces moulées nécessaires pour fabriquer un châssis complet ou presque complet (par exemple, moins de six, moins de cinq, moins de quatre, moins de trois, moins de deux ou une seule machine de moulage). »
La Giga Press, l’avenir de Tesla
Dans un article publié en décembre 2020 sur Teslarati.com, un site consacré à Tesla, Simon Alvarez jette un coup d’œil sur l’avenir. Il rapporte que Tesla aurait commandé 11 Giga Press supplémentaires.
« Des informations antérieures indiquent que Giga Berlin recevra huit de ces machines, et des survols du site de Giga Texas semblent révéler trois fosses d’isolement pour ces machines géantes », déclare Alvarez.
Musk avait précédemment déclaré : « Faire fonctionner cela a été et reste extrêmement difficile », et il semble avoir vu juste. Le 12 mars 2021, Fox Business a rapporté que la Giga Press de Tesla avait pris feu dans l’usine de Fremont, en Californie.
Selon Fox Business, « l’incendie a été provoqué par du fluide hydraulique et de l’aluminium en fusion utilisés dans une presse de moulage sous pression en cours d’installation sur le site. »
Au vu des nombreux obstacles que Tesla a surmontés au fil des ans, l’entreprise devrait être en mesure de relever les défis liés aux innovations massives de moulage sous pression à haute pression qu’elle introduit.
Nathan Bomey, journaliste à USA Today, nous rappelle pourquoi l’avenir de Tesla semble prometteur. Il déclare : « Alors que la survie de l’entreprise à court terme n’est plus en question — elle est aujourd’hui le constructeur automobile le plus valorisé au monde selon les marchés financiers —, elle peut désormais se concentrer sur la définition d’une trajectoire de réussite à long terme. »
Si les rumeurs selon lesquelles Tesla achèterait bientôt près d’une douzaine de Giga Press se confirment, cette trajectoire de réussite à long terme semble encore plus évidente.
