Como a fundição sob pressão de alta pressão torna os Teslas mais simples, mais leves e mais baratos

Observe qualquer anúncio de um novo modelo de carro e você notará que os fabricantes de carros parecem estar em uma corrida para fabricar os carros mais leves sem comprometer o espaço, a qualidade e o conforto. Para explicar por que toda montadora quer fazer carros mais leves, a divisão de carros do USNews.com notas que “quanto menos massa algo tem, menos energia é necessária para movê-lo”.

Como todas as outras montadoras, a Tesla também está tomando medidas para fabricar carros mais simples, leves e baratos. Em seu estilo característico da Tesla, a empresa está fazendo isso com grande alarde, anunciando por meio de um Tweet em 5 de fevereiro de 2021, que adquiriu a “maior máquina de fundição sob pressão do mundo”. A empresa diz que esta máquina “pode fundir partes inferiores dianteiras e traseiras de veículos em uma única peça cada - abaixo de mais de 70 peças para as mesmas seções anteriormente”.

Este artigo analisa como a Tesla planeja usar fundição de alta pressão para melhorar seus carros, tornando-os mais simples, leves e baratos. Começamos definindo a fundição sob pressão de alta pressão.

O que é fundição sob pressão de alta pressão?

moldes fundidos, especialmente moldes fundidos sob alta pressão (HPDC), estão na vanguarda de uma revolução na forma como os carros são produzidos. Mas o que é fundição sob pressão de alta pressão?

Para entender a fundição sob pressão de alta pressão, vamos começar definindo a fundição sob pressão. A enciclopédia online Britannica.com define fundição sob pressão como “formar objetos de metal por injeção de metal fundido sob pressão em matrizes ou moldes”. As matrizes e moldes são feitos de aço resistente ao calor.

A parte de alta pressão denota que o metal fundido é forçado sob pressão para dentro de uma cavidade da matriz. A cavidade devidamente travada retém o metal fundido até que ele se solidifique na forma desejada.

Isaiah Richard escreve para TechTimes.com, um site que relata os últimos desenvolvimentos e inovações da indústria, ciência e tecnologia. Ele se refere a fundição sob pressão no contexto da fabricação de automóveis: “Uma máquina de fundição é como uma prensa que molda o metal em torno de um determinado molde, contendo todos os detalhes que o veículo precisa”.

Apresentando a maior máquina de fundição sob pressão do mundo

Quando a Tesla anunciou em fevereiro de 2021 que possui a maior máquina de fundição sob pressão do mundo, quem conhece Elon Musk não ficou surpreso. Por exemplo, em seu artigo publicado pela Entrepreneur.com, Randy Garn diz que “Não significa nada” para Musk. Isso significa que ele acredita que tudo pode ser feito, mesmo quando muitos dizem não.

Quando ele escreve para TorqueNews.com sobre a máquina de fundição usada pela Tesla, Jeremy Johnson não consegue esconder o fato de que está impressionado. Ele diz, “A Tesla está fabricando carros da mesma forma que carros de brinquedo são fabricados com automação, e é como impressão 3D!” Acrescentando: “É como um gigante Waffler Maker de alta tecnologia!”

A Tesla pode ter a maior máquina de fundição sob pressão do mundo. No entanto, o próprio Musk indica que “Fazer este trabalho foi/ainda é super difícil, mas é uma revolução no design e produção de carrocerias – mais leve, mais firme, melhor NVH, maior precisão, menor capex, menor custo unitário.”

FoundryMag.com, um site que contém notícias sobre a tecnologia de fundição de metal, fornece algumas informações sobre o raciocínio da Tesla por trás de sua decisão de recorrer à fundição em grande escala. O site relatórios que Musk havia indicado durante uma entrevista "que o design e a fabricação de carrocerias automotivas são repletos de ineficiências porque tais montagens envolvem várias peças fundidas e/ou estampadas soldadas ou unidas".

Tamanho de uma casa pequena

Edward Taylor e Paul Lienert da Reuters.com descrever A máquina de fundição de alta pressão de Tesla, chamada Gigapress, usando as palavras “tamanho de uma casa pequena”.

A empresa italiana IDRA Srl fornece a máquina. A empresa vangloria-se que é a “primeira empresa no mundo que pode oferecer … Prensas Giga no mercado”.

Se você está se perguntando por que Tesla foi para IDRA Srl para a máquina, você provavelmente não viu o último. metas inovadoras:

• Crie soluções para a planta hidráulica que podem economizar o consumo de energia em até 40%.
• Possibilita a fabricação de grandes peças fundidas estruturais com paredes mais finas, permitindo condições de injeção mais estáveis em todas as fases.
• Melhorando a estética e a modularidade introduzindo uma profunda evolução na carroceria dos carros.
• Simplificando o comissionamento de máquinas nas instalações do cliente, desenvolvendo novas arquiteturas para a “célula de fundição sob pressão com um hub de controle central monitorando a prensa e todos os outros equipamentos periféricos”.

Thomas Fritsch, editor-chefe da Foundry-Planet.com, diz que “Gigapress não é apenas XXL, ele sinaliza a nova maneira de pensar em fundição sob pressão”.

Como o Gigapress ajuda a Tesla a tornar Teslas mais simples, mais leves e mais baratos?

Então, qual é o problema com a gigantesca máquina de fundição de alta pressão da Tesla? Taylor e Lienert têm uma ideia. Elas dizer que a máquina de fundição de alta pressão resolverá os desafios enfrentados pelas empresas que tentam introduzir mais alumínio na estrutura do carro.

Taylor e Lienert Nota que “o alumínio provou ser complicado de usar em componentes grandes porque é difícil estampar em formas complexas”. Acrescentando: “Para obter arestas intrincadas e outras formas, as peças de alumínio precisam ser coladas ou rebitadas, pois a soldagem deforma o metal”.

E como a fundição sob pressão resolverá esse desafio? Mais uma vez, Taylor e Lienert têm a responda: “Injetar alumínio fundido em um molde e fazer com que os robôs retirem o metal moldado permite que a Tesla combine várias etapas de fabricação.” Eles acrescentam que isso permitiu que a Tesla reduzisse o número de peças na parte inferior da carroceria traseira para duas partes, formando o maior elenco já visto em uma montadora.

Fritsch concorda que a Giga Press tornará as coisas mais baratas para as empresas que a utilizam. Ele escreve, “Duas prensas Giga são mais baratas do que quatro grandes máquinas de 4.000 t e economias consideráveis podem ser alcançadas em toda a área de montagem.” Acrescentando, “Fala-se de cerca de 20% com base em todo o processo com fixações, robôs e inspeção de qualidade das peças individuais.”

Melhor qualidade

O Gigapress também facilita o gerenciamento da qualidade. A esse respeito, Frisch diz, “A palavra-chave é 'qualidade' — os argumentos mencionados aqui são as melhores características, a estabilidade e rigidez da peça fundida, e também a simplificação do controle de qualidade, que é uma verificação realizada por meio de um código de teste para cada 3 peças fundidas. ”

Amigável ao Meio Ambiente

Em um vídeo postado no YouTube, o gerente geral do IDRA, Riccardo Ferrario, se refere a salvar o planeta. Ele diz: “Se ousarmos sonhar alto e estivermos convencidos do que estamos fazendo, podemos mudar o mundo para um futuro melhor para nossos filhos e netos”.

Você pode ver o vídeo completo de Ferrario abaixo.

Fritsch apóia a reivindicação de economia de energia. Ele escreve, “No que diz respeito à sustentabilidade e produção ecológica, o conceito de menos e, portanto, peças fundidas muito grandes pode alcançar vantagens de até 20% menos esforço, especialmente em termos de consumo de energia.” Ele acrescenta que “a estratégia 1-Shot para grandes peças fundidas também ajuda a economizar energia e recursos a longo prazo”.

A Patente

Também podemos ter uma ideia melhor do que a nova máquina de fundição de alta pressão da Tesla pode fazer olhando para o Máquina de fundição unibody multidirecional para uma estrutura de veículo e métodos associados patente registrada pela Tesla.

Parte da patente lê, "A presente divulgação descreve modalidades de máquinas de fundição sob pressão e seus métodos que podem reduzir o tempo de construção, custos de operação, custos de fabricação, pegada de fábrica, custos operacionais de fábrica, custos de ferramentas e/ou quantidade de equipamentos."

A patente também acrescenta que “Tais máquinas de fundição podem reduzir o número de máquinas de fundição ou fundições reais necessárias para fundir uma estrutura de veículo completa ou substancialmente completa (por exemplo, para menos de seis, menos de cinco, menos de quatro, menos de três, menos de dois ou uma(s) máquina(s) de fundição).”

A Giga Press é o futuro da Tesla

Em um artigo de dezembro de 2020 produzido para Teslarati.com, um site dedicado a todas as coisas da Tesla, Simon Alvarez dá uma espiada no futuro. Ele relatórios que há rumores de que a Tesla encomendou outras 11 impressoras Giga.

“Relatórios anteriores apontam para o Giga Berlin recebendo oito das máquinas, e sobrevoos no local do Giga Texas parecem revelar três poços de isolamento para as máquinas monstros na área”, disse. diz Álvarez.

Se Musk tivesse anteriormente disse que “fazer isso dar certo tem sido/ainda é superdifícil”, ele parece ter acertado. Em 12 de março de 2021, a Fox Business relatado que a Giga Press da Tesla pegou fogo na fábrica em Fremont, Califórnia.

De acordo com a Fox Business, o “incêndio foi causado por fluido hidráulico e alumínio fundido usado em uma prensa de fundição que está sendo instalada na instalação.”

Se você considerar o número de obstáculos que a Tesla superou ao longo dos anos, a empresa provavelmente será capaz de lidar com sucesso com quaisquer desafios relacionados ao enorme fundição sob pressão inovações que está introduzindo.

Nathan Bomey escreve para o USA Today e nos lembra por que o futuro de Tesla parece brilhante. Ele diz, “Com a sobrevivência de curto prazo da empresa não mais em questão – hoje ela é a montadora mais valiosa do mundo, segundo a bolsa de valores – ela agora pode voltar suas atenções para traçar um caminho de sucesso de longo prazo.”

Se os rumores de que a Tesla está comprando quase uma dúzia de impressoras Giga em breve forem verdadeiros, o caminho de longo prazo para o sucesso parece mais aparente.