Reuters nampaknya mempunyai sumber yang sangat baik jauh di dalam Tesla. Dalam laporan bertarikh 14 September 2023, ia mengatakan tidak kurang daripada 5 orang telah memberitahu syarikat itu semakin hampir kepada matlamatnya untuk meletakkan bahagian bawah badan keretanya dalam satu bahagian. Die casting pada asasnya adalah proses yang agak mudah. Buat acuan, isi dengan logam cair, biarkan ia sejuk, keluarkan acuan, dan voila! Kereta segera. Ia berfungsi dengan baik jika anda membuat kereta Tinkertoys atau Matchbox, tetapi amat sukar jika anda cuba menggunakannya untuk membuat kenderaan bersaiz penuh.
Gerabak Conestoga dibina di atas bingkai yang diperbuat daripada kayu. Kereta awal juga menggunakan bingkai kayu. Apabila Henry Ford mencipta barisan pemasangan pertama, kebiasaannya ialah membina kenderaan di atas rangka tangga — dua rel besi yang diikat bersama dengan kepingan silang. Kereta pengeluaran unibody pertama ialah Citroen Traction Avant pada tahun 1934, diikuti oleh Chrysler Airflow pada tahun berikutnya.
Kereta unibody tidak mempunyai bingkai di bawahnya. Sebaliknya, badan logam itu dibentuk dan dibentuk sedemikian rupa sehingga ia dapat menyokong berat pacuan dan melindungi penumpang sekiranya berlaku kemalangan. Bermula pada tahun 1950-an, pembuat kereta, didorong oleh inovasi pembuatan yang dipelopori oleh syarikat Jepun seperti Honda dan Toyota, beralih kepada membuat kereta unibody dengan pacuan roda hadapan.
Seluruh rangkaian kuasa, lengkap dengan enjin, transmisi, pembezaan, aci pemacu, tupang dan brek, dipasang pada platform berasingan yang diangkat ke tempatnya dari bawah pada barisan pemasangan, dan bukannya menjatuhkan enjin dan transmisi dari atas seperti cara ia telah dilakukan untuk kereta yang dibina pada bingkai. Sebab perubahan? Masa pemasangan yang lebih pantas yang membawa kepada kos unit pengeluaran yang lebih rendah.
Untuk masa yang lama, teknologi unibody lebih disukai untuk kereta yang dipanggil ekonomi manakala bingkai tangga adalah pilihan untuk sedan dan gerabak yang lebih besar. Terdapat beberapa kacukan bercampur - kereta dengan rel bingkai di hadapan dikunci ke petak penumpang unibody. Chevy Nova dan MGB adalah contoh aliran ini, yang tidak bertahan lama.
Tesla Pivots Ke Casting Tekanan Tinggi
Tesla, yang telah membuat tabiat mengganggu cara kereta dibuat, mula bereksperimen dengan tuangan tekanan tinggi beberapa tahun lalu. Mula-mula ia memberi tumpuan kepada membuat struktur belakang. Apabila ia mendapat yang betul, ia beralih kepada membuat struktur hadapan. Kini, menurut sumber, Tesla menumpukan pada tekanan melontar bahagian depan, tengah dan belakang semuanya dalam satu operasi.
kenapa? Kerana teknik pembuatan tradisional menggunakan sehingga 400 pengecapan individu yang kemudiannya perlu dikimpal, diselak, diskrukan atau dilekatkan bersama untuk membuat struktur unibody yang lengkap. Jika Tesla boleh mendapatkan hak ini, kos pembuatannya boleh dikurangkan sehingga 50 peratus. Itu, seterusnya, akan memberi tekanan yang besar kepada setiap pengeluar lain untuk bertindak balas atau mendapati diri mereka tidak dapat bersaing.
Tidak perlu dikatakan bahawa pengilang-pengilang itu berasa dipukul dari semua pihak kerana pekerja-pekerja kesatuan sekerja yang bersopan-santun menerpa pintu dan menuntut sebahagian besar daripada apa-apa keuntungan yang masih diperoleh.
Terry Woychowsk, yang bekerja di General Motors selama 3 dekad, tahu satu atau dua perkara tentang pembuatan kereta. Beliau kini adalah presiden syarikat kejuruteraan AS Caresoft Global. Dia memberitahu Reuters bahawa jika Tesla berjaya memancarkan kebanyakan bahagian bawah badan EV, ia akan mengganggu lagi cara kereta direka dan dikeluarkan. “Ia adalah pemboleh pada steroid. Ia mempunyai implikasi yang besar untuk industri, tetapi ia adalah tugas yang sangat mencabar. Casting sangat sukar dilakukan, terutamanya yang lebih besar dan lebih rumit.”
Dua daripada sumber itu berkata reka bentuk dan teknik pembuatan baharu Tesla bermakna syarikat itu boleh membangunkan kereta dari bawah ke atas dalam 18 hingga 24 bulan, manakala kebanyakan pesaing pada masa ini boleh mengambil masa antara tiga hingga empat tahun. Satu bingkai besar — menggabungkan bahagian hadapan dan belakang dengan bahagian bawah badan tengah tempat bateri diletakkan — boleh digunakan untuk mengeluarkan kereta elektrik baharu yang lebih kecil yang dijual pada harga sekitar $25,000. Tesla dijangka membuat keputusan sama ada mahu menggunakan platform one-piece sejurus bulan ini, tiga daripada sumber berkata.
Cabaran Penting Di Hadapan
Salah satu cabaran terbesar Tesla dalam menggunakan tuangan tekanan tinggi ialah mereka bentuk subbingkai yang berongga tetapi mempunyai rusuk dalaman yang diperlukan untuk menjadikannya dapat menghilangkan daya yang berlaku semasa kemalangan. Sumber tersebut mendakwa inovasi oleh pakar reka bentuk dan tuangan di Britain, Jerman, Jepun dan Amerika Syarikat menggunakan percetakan 3D dan pasir industri.
Membuat acuan yang diperlukan untuk tuangan tekanan tinggi bagi komponen besar boleh menjadi agak mahal dan mendatangkan risiko yang besar. Sebaik sahaja acuan ujian logam yang besar telah dibuat, tweak pemesinan semasa proses reka bentuk boleh menelan kos $100,000 setiap kali, atau membuat semula acuan sama sekali mungkin mencecah $1.5 juta, menurut seorang pakar tuangan. Seorang lagi berkata keseluruhan proses reka bentuk untuk acuan logam besar biasanya menelan kos kira-kira $4 juta.
Banyak pembuat kereta telah menganggap kos dan risikonya terlalu tinggi, terutamanya kerana reka bentuk mungkin memerlukan setengah dozen atau lebih tweak untuk mencapai cetakan yang sempurna dari perspektif bunyi dan getaran, kesesuaian dan kemasan, ergonomik dan kebolehkemasan. Tetapi risiko adalah sesuatu yang jarang mengganggu Elon Musk, yang merupakan orang pertama yang membuat roket terbang ke belakang.
Pasir Industri & Percetakan 3D
Tesla dilaporkan telah beralih kepada firma yang membuat acuan ujian daripada pasir industri dengan pencetak 3D. Menggunakan fail reka bentuk digital, pencetak yang dikenali sebagai jet pengikat mendepositkan agen pengikat cecair pada lapisan nipis pasir dan secara beransur-ansur membina acuan, lapisan demi lapisan, yang boleh mati tuangan aloi cair. Menurut satu sumber, kos proses pengesahan reka bentuk dengan tuangan pasir menelan belanja kira-kira 3% untuk melakukan perkara yang sama dengan prototaip logam.
Ini bermakna Tesla boleh mengubah suai prototaip seberapa banyak yang diperlukan, mencetak semula yang baharu dalam masa beberapa jam menggunakan mesin daripada syarikat seperti Desktop Metal dan unit ExOnenya. Kitaran pengesahan reka bentuk menggunakan tuangan pasir hanya mengambil masa dua hingga tiga bulan, kata dua sumber, berbanding antara enam bulan hingga setahun untuk acuan yang diperbuat daripada logam.
Walaupun fleksibiliti yang lebih besar itu, bagaimanapun, masih terdapat satu lagi halangan utama yang perlu diatasi sebelum tuangan berskala besar dapat dibuat dengan jayanya. Aloi aluminium yang digunakan untuk menghasilkan tuangan berkelakuan berbeza dalam acuan yang diperbuat daripada pasir berbanding dengan acuan yang diperbuat daripada logam. Prototaip awal sering gagal memenuhi spesifikasi Tesla.
Pakar tuangan mengatasinya dengan merumuskan aloi khas, menala halus proses penyejukan aloi cair, dan menghasilkan rawatan haba pasca pengeluaran, kata tiga sumber. Setelah Tesla berpuas hati dengan acuan pasir prototaip, ia kemudian boleh melabur dalam acuan logam akhir untuk pengeluaran besar-besaran.
Sumber berkata kereta kecil/robotaki Tesla yang akan datang telah memberikannya peluang yang sempurna untuk menghantar platform EV dalam satu bahagian, terutamanya kerana bahagian bawah badannya lebih ringkas. Kereta kecil tidak mempunyai "overhang" besar di hadapan dan belakang. “Ia seperti sebuah bot, dulang bateri dengan sayap kecil dipasang pada kedua-dua hujungnya. Itu masuk akal untuk dilakukan dalam satu bahagian, "kata seorang.
Sumber itu mendakwa bahawa Tesla masih perlu memutuskan jenis akhbar yang akan digunakan jika ia memutuskan untuk membuang bahagian bawah badan dalam satu bahagian. Untuk mengeluarkan bahagian badan yang besar dengan cepat akan memerlukan mesin tuangan yang lebih besar dengan kuasa pengapit 16,000 tan atau lebih. Mesin sedemikian akan mahal dan mungkin memerlukan bangunan kilang yang lebih besar.
Tekan dengan kuasa pengapit yang tinggi tidak dapat menampung teras pasir cetakan 3D yang diperlukan untuk membuat subbingkai berongga. Untuk menyelesaikan masalah itu, Tesla menggunakan jenis penekan yang berbeza di mana aloi cair boleh disuntik secara perlahan - kaedah yang cenderung untuk menghasilkan tuangan berkualiti tinggi dan boleh menampung teras pasir.
Masalahnya ialah: proses itu mengambil masa yang lebih lama. "Tesla masih boleh memilih tekanan tinggi untuk produktiviti, atau mereka boleh memilih suntikan aloi perlahan untuk kualiti dan serba boleh," kata salah seorang daripada mereka. “Ia masih menjadi lambungan syiling pada ketika ini.”
The Takeaway
Walau apa pun keputusan yang dibuat Tesla, ia akan mempunyai implikasi yang akan berlaku di seluruh industri auto di seluruh dunia. Tesla, walaupun potongan harga yang ketara, masih membuat kereta elektrik memperoleh keuntungan - sesuatu yang pembuat kereta lama mendapati sangat sukar untuk dilakukan.
Jika Tesla boleh mengurangkan kos pembuatannya dengan ketara dengan menggunakan tuangan tekanan tinggi, syarikat tersebut akan berada di bawah tekanan yang lebih besar dari segi ekonomi. Tidak sukar untuk membayangkan apa yang berlaku kepada Kodak dan Nokia berlaku kepada mereka. Di mana itu akan meninggalkan ekonomi dunia dan semua pekerja yang kini membuat kereta konvensional adalah tekaan sesiapa sahaja.
Sumber:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Pengarang: Steve Hanley
Disunting oleh May Jiang dari MAT Aluminium
Masa siaran: Jun-05-2024
