Cum turnarea sub presiune la presiune înaltă face Tesla-urile mai ușoare și mai ieftine

Priviți orice reclamă pentru un model de mașină nou și veți observa că producătorii de mașini par să fie într-o cursă pentru a produce cele mai ușoare mașini fără a compromite spațiul, calitatea și confortul. Pentru a explica de ce fiecare producător auto vrea să facă mașini mai ușoare, divizia de mașini a USNews.com note că „Cu cât ceva are mai puțină masă, cu atât este nevoie de mai puțină energie pentru a-l mișca.”

La fel ca toți ceilalți producători de automobile, Tesla ia măsuri pentru a face mașini mai simple, mai ușoare și mai ieftine. În moda sa caracteristică Tesla, compania face acest lucru cu fanfară, anunţând printr-un Tweet din 5 februarie 2021, că a achiziționat „cea mai mare mașină de turnare sub presiune din lume”. Compania spune că această mașină „poate turna caroseriile din față și din spate ale vehiculului într-o singură piesă fiecare – în scădere de la peste 70 de piese pentru aceleași secțiuni anterior.”

Acest articol analizează modul în care Tesla intenționează să folosească turnarea sub presiune la înaltă presiune pentru a-și îmbunătăți mașinile făcându-le mai simple, mai ușoare și mai ieftine. Începem prin a defini turnarea sub presiune la înaltă presiune.

Ce este turnarea sub presiune la înaltă presiune?

Matrite turnate sub presiune, în special matrițele turnate sub presiune de înaltă presiune (HPDC), sunt în fruntea unei revoluții în modul în care sunt produse mașinile. Dar ce este turnarea sub presiune la înaltă presiune?

Pentru a înțelege turnarea sub presiune, să începem prin a defini turnarea sub presiune. Enciclopedia online Britannica.com defineste turnarea sub presiune ca „formarea de obiecte metalice prin injectarea metalului topit sub presiune în matrițe sau matrițe”. Matrițele și matrițele sunt realizate din oțel rezistent la căldură.

Partea de înaltă presiune indică faptul că metalul topit este forțat sub presiune într-o cavitate a matriței. Cavitatea blocată corespunzător ține metalul topit până când acesta se solidifică în forma dorită.

Isaiah Richard scrie pentru TechTimes.com, un site web care prezintă cele mai recente evoluții și inovații din industrie, știință și tehnologie. El se referă la turnare sub presiune la înaltă presiune în contextul producției de mașini: „O mașină de turnare sub presiune este ca o presă care formează metalul în jurul unei anumite turnări, conținând toate detaliile de care are nevoie vehiculul.”

Vă prezentăm cea mai mare mașină de turnare sub presiune din lume

Când Tesla a anunțat în februarie 2021 că are cea mai mare mașină de turnare sub presiune din lume, cei care îl cunosc pe Elon Musk nu au fost surprinși. De exemplu, în articolul său publicat de Entrepreneur.com, Randy Garn spune că „Nu înseamnă nimic” pentru Musk. Asta înseamnă că el crede că se poate face orice, chiar și atunci când mulți oameni spun că nu.

Când scrie pentru TorqueNews.com despre mașina de turnare sub presiune folosită de Tesla, Jeremy Johnson nu poate ascunde faptul că este impresionat. El spune, „Tesla fabrică mașini în același mod în care mașinile de jucărie sunt fabricate cu automatizare și este ca imprimarea 3D!” Adăugând: „Este ca un gigant High Tech Waffler Maker!”

Tesla poate avea cea mai mare mașină de turnare sub presiune de pe pământ. Cu toate acestea, Musk însuși indica că „Făcând acest lucru a fost/încă este foarte dificil, dar este o revoluție în proiectarea și producția caroseriei auto – mai ușor, mai strâns, mai bun NVH, precizie mai mare, investiții mai mici, cost unitar mai mic.”

FoundryMag.com, un site web care conține știri despre tehnologia de turnare a metalelor, oferă câteva informații despre raționamentul Tesla din spatele deciziei sale de a apela la turnarea sub presiune la scară masivă. Site-ul rapoarte că Musk a indicat în timpul unui interviu „că proiectarea și fabricarea caroseriei auto sunt pline de ineficiențe, deoarece astfel de ansambluri implică mai multe piese turnate și/sau ștanțate sudate sau îmbinate între ele”.

Dimensiunea unei case mici

Edward Taylor și Paul Lienert de la Reuters.com descrie Mașina de turnare sub presiune de la Tesla, numită Gigapress, folosind cuvintele „dimensiunea unei case mici”.

Compania italiană IDRA Srl furnizează utilajul. Compania se lauda că este „prima companie din lume care poate oferi... Prese Giga pe piață”.

Dacă vă întrebați de ce Tesla a mers la IDRA Srl pentru mașină, probabil că nu ați văzut-o pe cea din urmă obiective inovatoare:

• Creați soluții pentru instalația hidraulică care pot economisi consumul de energie cu până la 40%.
• Faceți posibilă fabricarea de piese turnate structurale mari cu pereți mai subțiri, permițând condiții de injecție mai stabile în toate fazele.
• Îmbunătățirea esteticii și modularității prin introducerea unei evoluții profunde în caroseria mașinilor.
• Simplificarea punerii în funcțiune a mașinilor la sediul clientului prin dezvoltarea unor arhitecturi noi pentru „celula de turnare sub presiune cu un hub de control central care monitorizează presa și toate celelalte echipamente periferice”.

Thomas Fritsch, redactor-șef la Foundry-Planet.com, spune că „Gigapress nu este doar XXL, ci semnalează noul mod de a gândi în turnarea sub presiune.”

Cum ajută Gigapress Tesla să facă Tesla mai ușor, mai ieftine?

Deci, care este agitația cu mașina gigantică de turnare sub presiune de la Tesla? Taylor și Lienert au o idee. ei Spune că mașina de turnare sub presiune de înaltă presiune va rezolva provocările întâmpinate de companiile care încearcă să introducă mai mult aluminiu în cadrul mașinii.

Taylor și Lienert Notă că „Aluminiul s-a dovedit greu de utilizat în componentele mari, deoarece este dificil de ștanțat în forme complexe.” Adăugând: „Pentru a obține creste complicate și alte forme, piesele de aluminiu au trebuit să fie lipite sau nituite, deoarece sudarea deformează metalul”.

Și cum va rezolva această provocare turnarea sub presiune? Din nou, Taylor și Lienert au Răspuns: „Injectarea de aluminiu topit într-o turnare și roboții care scot metalul turnat permite Tesla să combine mai multe etape de fabricație.” Ei adaugă că acest lucru a permis Tesla să reducă numărul de piese din partea inferioară a caroseriei din spate la două părți, formând cea mai mare turnare văzută vreodată într-o companie de mașini.

Fritsch este de acord că Giga Press va face lucrurile mai ieftine pentru companiile care o folosesc. El scrie, „Două prese Giga sunt mai ieftine decât patru mașini mari de 4000t și se pot realiza economii considerabile în întreaga zonă de asamblare.” Adăugând: „Se vorbește despre 20% bazat pe întregul proces cu fixări, roboți și inspecția calității pieselor individuale.”

Calitate mai buna

Gigapress facilitează gestionarea calității. În acest sens, Fritsch spune, „Cuvântul cheie este „calitate” — argumentele menționate aici sunt caracteristici mai bune, stabilitatea și rigiditatea piesei turnate, precum și simplificarea controlului calității, care este o verificare efectuată printr-un cod de testare pentru fiecare 3 piese turnate. ”

Prietenos cu Mediul

Într-o video postat pe YouTube, directorul general al IDRA, Riccardo Ferrario, se referă la salvarea planetei. El spune: „Dacă îndrăznim să visăm mare și suntem convinși de ceea ce facem, putem schimba lumea către un viitor mai bun pentru copiii noștri și nepoții noștri”.

Puteți vedea videoclipul complet al lui Ferrario mai jos.

Fritsch susține afirmația de economisire a energiei. El scrie, „În ceea ce privește durabilitatea și producția ecologică, conceptul de piese turnate sub presiune mai puține și, prin urmare, foarte mari poate obține avantaje de până la 20% mai puțin efort, în special în ceea ce privește consumul de energie.” El adaugă că „Strategia 1-Shot pentru piesele mari turnate sub presiune ajută, de asemenea, la economisirea energiei și a resurselor pe termen lung.”

Brevetul

De asemenea, ne putem face o idee mai bună despre ceea ce poate face noua mașină de turnare sub presiune a Tesla, analizând Mașină de turnare unibody multidirecțională pentru un cadru de vehicul și metode asociate brevet depus de Tesla.

O parte a brevetului citeste, „Prezenta dezvăluire descrie exemple de realizare a mașinilor de turnare sub presiune și metode ale acestora care pot reduce timpul de construcție, costurile de operare, costurile de producție, amprenta fabricii, costurile de operare a fabricii, costurile cu scule și/sau cantitatea de echipamente.”

Brevetul de asemenea adaugă că „Asemenea mașini de turnare pot reduce numărul de mașini de turnare sau de piese turnate reale necesare pentru a turna un cadru de vehicul complet sau substanțial complet (de exemplu, la mai puțin de șase, mai puțin de cinci, mai puțin de patru, mai puțin de trei, mai puțin de doi sau o mașină(e) de turnare).”

Giga Press este viitorul la Tesla

Într-un articol din decembrie 2020 produs pentru Teslarati.com, un site web dedicat tuturor lucrurilor legate de Tesla, Simon Alvarez aruncă o privire în viitor. El rapoarte că există zvonuri că Tesla a comandat alte 11 Giga Preses.

„Rapoartele anterioare indică faptul că Giga Berlin a primit opt dintre mașini, iar trecerile de pe site-ul Giga Texas par să dezvăluie trei gropi de izolare pentru mașinile monstru din zonă.” spune Alvarez.

Dacă Musk a avut mai devreme spus că „Făcând această funcționare a fost/încă este foarte dificil”, pare să fi fost la punct. Pe 12 martie 2021, Fox Business raportat că Giga Press de la Tesla a luat foc la fabrica din Fremont, California.

Potrivit Fox Business, „incendiul a fost cauzat de fluid hidraulic și aluminiu topit utilizate într-o presă de turnare sub presiune care este instalată la instalație.”

Dacă luați în considerare numărul de obstacole pe care Tesla le-a depășit de-a lungul anilor, compania va fi probabil capabilă să facă față cu succes oricăror provocări legate de masivul turnare sub presiune la înaltă presiune inovații pe care le introduce.

Nathan Bomey scrie pentru USA Today și ne reamintește de ce viitorul Tesla pare luminos. El spune, „Întrucât supraviețuirea pe termen scurt a companiei nu mai este pusă sub semnul întrebării – astăzi este cel mai valoros producător de automobile din lume, potrivit pieței de valori –, acum își poate îndrepta atenția către trasarea unei căi de succes pe termen lung.”

Dacă zvonurile că Tesla cumpără aproape o duzină de prese Giga în curând sunt adevărate, calea pe termen lung către succes pare mai evidentă.