Comment le moulage sous haute pression rend les Teslas plus simples, plus légers et moins chers

Regardez n'importe quelle annonce pour un nouveau modèle de voiture et vous remarquerez que les constructeurs automobiles semblent être dans une course pour fabriquer les voitures les plus légères sans compromettre l'espace, la qualité et le confort. Pour expliquer pourquoi chaque constructeur automobile veut fabriquer des voitures plus légères, la division automobile de USNews.com Remarques que "Moins quelque chose a de masse, moins il faut d'énergie pour le déplacer."

Comme tous les autres constructeurs automobiles, Tesla prend également des mesures pour fabriquer des voitures plus simples, plus légères et moins chères. À sa manière caractéristique de Tesla, la société le fait en grande pompe, annonçant via un Tweet le 5 février 2021, qu'elle a acquis la « plus grande machine de coulée sous pression au monde ». L'entreprise dit que cette machine "peut mouler les dessous de caisse avant et arrière du véhicule en une seule pièce chacun - contre plus de 70 pièces pour les mêmes sections auparavant."

Cet article examine comment Tesla prévoit d'utiliser le moulage sous pression à haute pression pour améliorer ses voitures en les rendant plus simples, plus légères et moins chères. Nous commençons par définir le moulage sous pression à haute pression.

Qu'est-ce que le moulage sous haute pression ?

Moules moulés sous pression, en particulier les moules moulés sous pression à haute pression (HPDC), sont à l'avant-garde d'une révolution dans la façon dont les voitures sont produites. Mais qu'est-ce que le moulage sous haute pression ?

Pour comprendre le moulage sous pression à haute pression, commençons par définir le moulage sous pression. L'encyclopédie en ligne Britannica.com définit moulage sous pression en tant que «formage d'objets métalliques en injectant du métal en fusion sous pression dans des matrices ou des moules». Les matrices et les moules sont en acier résistant à la chaleur.

La partie haute pression indique que le métal fondu est forcé sous pression dans une cavité de matrice. La cavité correctement verrouillée retient le métal en fusion jusqu'à ce qu'il se solidifie dans la forme souhaitée.

Isaiah Richard écrit pour TechTimes.com, un site Web qui rend compte des derniers développements et innovations de l'industrie, de la science et de la technologie. Il se réfère à moulage sous haute pression dans le contexte de la construction automobile : "Une machine à couler sous pression est comme une presse qui forme le métal autour d'un certain moulage, contenant tous les détails dont le véhicule a besoin."

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. Par exemple, dans son article publié par Entrepreneur.com, Randy Garn dit que "Non ne veut rien dire" pour Musk. Cela signifie qu'il croit que tout peut être fait, même lorsque beaucoup de gens disent non.

Lorsqu'il écrit pour TorqueNews.com sur la machine de moulage sous pression utilisée par Tesla, Jeremy Johnson ne peut cacher le fait qu'il est impressionné. Il dit, "Tesla fabrique des voitures de la même manière que les voitures miniatures sont fabriquées avec l'automatisation, et c'est comme l'impression 3D !" Ajoutant: "C'est comme un gaufrier géant de haute technologie!"

Tesla possède peut-être la plus grande machine de moulage sous pression au monde. Cependant, Musk lui-même indique que "Faire ce travail a été / est toujours super difficile, mais c'est une révolution dans la conception et la production de carrosseries de voitures - plus léger, plus serré, meilleur NVH, plus de précision, moins d'investissement, moins de coût unitaire."

FoundryMag.com, un site Web qui contient des informations sur la technologie de moulage des métaux, donne un aperçu du raisonnement de Tesla derrière sa décision de se tourner vers le moulage sous pression à grande échelle. Le site rapports que Musk avait indiqué lors d'une interview "que la conception et la fabrication de carrosseries automobiles sont pleines d'inefficacités car de tels assemblages impliquent plusieurs pièces coulées et/ou estampées soudées ou assemblées".

Taille d'une petite maison

Edward Taylor et Paul Lienert de Reuters.com décris La machine de coulée sous pression à haute pression de Tesla, appelée Gigapress, utilisant les mots "taille d'une petite maison".

La société italienne IDRA Srl fournit la machine. L'entreprise se vante qu'il s'agit de la "première entreprise au monde à pouvoir proposer... des presses Giga sur le marché".

Si vous vous demandez pourquoi Tesla s'est adressé à IDRA Srl pour la machine, vous n'avez probablement pas vu celle-ci objectifs innovants:

• Créez des solutions pour l'usine hydraulique qui peuvent économiser jusqu'à 40% de consommation d'énergie.
• Rendre possible la fabrication de grandes pièces moulées structurelles avec des parois plus minces en permettant des conditions d'injection plus stables dans toutes les phases.
• Améliorer l'esthétique et la modularité en introduisant une profonde évolution dans la carrosserie des voitures.
• Simplifier la mise en service des machines chez le client en développant de nouvelles architectures pour la "cellule de coulée sous pression avec un centre de contrôle central surveillant la presse et tous les autres équipements périphériques".

Thomas Fritsch, rédacteur en chef chez Foundry-Planet.com, dit que "Gigapress n'est pas seulement XXL, il signale la nouvelle façon de penser dans le moulage sous pression."

Comment le Gigapress aide-t-il Tesla à rendre les Teslas plus simples, plus légers et moins chers ?

Alors, quel est le problème avec la machine géante de coulée sous pression à haute pression de Tesla ? Taylor et Lienert ont une idée. Ils dire que la machine de moulage sous pression à haute pression résoudra les défis rencontrés par les entreprises qui tentent d'introduire plus d'aluminium dans le châssis de la voiture.

Taylor et Lienert Remarque que "l'aluminium s'est avéré difficile à utiliser dans les grands composants car il est difficile à estamper dans des formes complexes." Ajoutant: "Pour obtenir des arêtes complexes et d'autres formes, les pièces en aluminium ont dû être collées ou rivetées, car le soudage déforme le métal."

Et comment le moulage sous pression résoudra-t-il ce défi ? Encore une fois, Taylor et Lienert ont le réponse: "Injecter de l'aluminium fondu dans un moulage et faire extraire par des robots le métal moulé permet à Tesla de combiner plusieurs étapes de fabrication." Ils ajoutent que cela a permis à Tesla de réduire le nombre de pièces dans le soubassement arrière à deux parties, formant le plus gros moulage jamais vu dans une entreprise automobile.

Fritsch convient que la Giga Press rendra les choses moins chères pour les entreprises qui l'utilisent. Il écrit, "Deux presses Giga sont moins chères que quatre grandes machines de 4000 t et des économies considérables peuvent être réalisées dans toute la zone d'assemblage." Ajoutant, "On parle d'environ 20% basé sur l'ensemble du processus avec fixations, robots et contrôle qualité des pièces individuelles."

Meilleure qualité

La Gigapress facilite également la gestion de la qualité. À cet égard, Fritsch dit, "Le mot-clé est 'qualité' - les arguments mentionnés ici sont de meilleures caractéristiques, la stabilité et la rigidité de la pièce moulée, ainsi que la simplification du contrôle qualité, qui est un contrôle effectué via un code de test pour 3 pièces moulées. ”

Respectueux de l'environnement

Dans un vidéo posté sur YouTube, le directeur général de l'IDRA, Riccardo Ferrario, fait référence à la sauvegarde de la planète. Il dit : « Si nous osons rêver grand et que nous sommes convaincus de ce que nous faisons, nous pouvons changer le monde vers un avenir meilleur pour nos enfants et nos petits-enfants.

Vous pouvez voir la vidéo complète de Ferrario ci-dessous.

Fritsch soutient l'allégation d'économie d'énergie. Il écrit, "En ce qui concerne la durabilité et la production respectueuse de l'environnement, le concept de pièces moulées sous pression moins nombreuses et donc très grandes peut permettre d'obtenir des avantages jusqu'à 20% moins d'efforts, notamment en termes de consommation d'énergie." Il ajoute que "la stratégie 1-Shot pour les grandes pièces moulées sous pression permet également d'économiser de l'énergie et des ressources à long terme".

Le Brevet

Nous pouvons également avoir une meilleure idée de ce que la nouvelle machine de moulage sous pression à haute pression de Tesla peut faire en regardant le Machine de coulée monocoque multidirectionnelle pour châssis de véhicule et procédés associés brevet déposé par Tesla.

Une partie du brevet lit, "La présente divulgation décrit des modes de réalisation de machines de coulée sous pression et des procédés associés qui peuvent réduire le temps de construction, les coûts d'exploitation, les coûts de fabrication, l'encombrement de l'usine, les coûts d'exploitation de l'usine, les coûts d'outillage et/ou la quantité d'équipement."

Le brevet aussi ajoute que "ces machines de coulée peuvent réduire le nombre de machines de coulée ou de pièces moulées réelles nécessaires pour couler un châssis de véhicule complet ou pratiquement complet (par exemple, à moins de six, moins de cinq, moins de quatre, moins de trois, moins de deux, ou une (des) machine(s) de coulée).

La presse Giga est l'avenir de Tesla

Dans un article de décembre 2020 produit pour Teslarati.com, un site Web dédié à tout ce qui concerne Tesla, Simon Alvarez jette un coup d'œil sur l'avenir. Il rapports qu'il y a des rumeurs selon lesquelles Tesla aurait commandé 11 autres presses Giga.

"Des rapports précédents indiquent que Giga Berlin a reçu huit des machines, et les survols sur le site de Giga Texas semblent révéler trois fosses d'isolement pour les machines monstres de la région", dit Alvarez.

Si Musk avait plus tôt a dit que "Faire ce travail a été / est toujours super difficile", semble-t-il avoir été sur le point. Le 12 mars 2021, Fox Business signalé que Giga Press de Tesla avait pris feu à l'usine de Fremont, en Californie.

Selon Fox Business, "l'incendie a été causé par le fluide hydraulique et l'aluminium fondu utilisé dans une presse de coulée sous pression qui est en cours d'installation dans l'usine. »

Si vous considérez le nombre d'obstacles que Tesla a surmontés au fil des ans, l'entreprise sera probablement en mesure de relever avec succès tous les défis liés à l'énorme moulage sous haute pression innovations qu'il introduit.

Nathan Bomey écrit pour USA Today et nous rappelle pourquoi l'avenir de Tesla semble brillant. Il dit, "La survie à court terme de l'entreprise n'étant plus remise en question - c'est aujourd'hui le constructeur automobile le plus précieux au monde, selon le marché boursier - elle peut désormais se concentrer sur la recherche d'une réussite à long terme."

Si les rumeurs selon lesquelles Tesla achètera bientôt près d'une douzaine de presses Giga sont vraies, la voie du succès à long terme semble plus évidente.