Čini se da Reuters ima odlične izvore duboko u Tesli. U izvještaju od 14. septembra 2023. kaže se da je najmanje 5 ljudi reklo da se kompanija približava svom cilju da izlije podvozje svojih automobila u jednom komadu. Lijevanje pod pritiskom je u osnovi prilično jednostavan proces. Napravite kalup, napunite ga rastopljenim metalom, ostavite da se ohladi, uklonite kalup i voila! Instant auto. Dobro funkcionira ako pravite Tinkertoys ili autiće sa kutijom šibica, ali je izuzetno teško ako ga pokušate koristiti za pravljenje vozila pune veličine.
Conestoga vagoni su izgrađeni na okvirima od drveta. Rani automobili su takođe koristili drvene okvire. Kada je Henry Ford stvorio prvu montažnu liniju, norma je bila da se vozila prave na okviru ljestava - dvije željezne šine povezane zajedno s poprečnim dijelovima. Prvi unibody proizvodni automobil bio je Citroen Traction Avant 1934. godine, a slijedeće godine uslijedio je Chrysler Airflow.
Unibody automobili nemaju okvir ispod sebe. Umjesto toga, metalno tijelo je oblikovano i oblikovano na takav način da može izdržati težinu pogonskog sklopa i zaštititi putnike u slučaju sudara. Počevši od 1950-ih, proizvođači automobila, podstaknuti proizvodnim inovacijama koje su pokrenule japanske kompanije kao što su Honda i Toyota, prešli su na proizvodnju unibody automobila sa pogonom na prednje točkove.
Cijeli pogonski sklop, zajedno s motorom, mjenjačem, diferencijalom, pogonskim vratilima, podupiračima i kočnicama, instaliran je na odvojenoj platformi koja je podignuta na svoje mjesto odozdo na montažnoj traci, umjesto da se motor i mjenjač spuštaju odozgo na način na koji je rađeno za automobile izgrađene na okviru. Razlog za promjenu? Brže vrijeme montaže što je dovelo do nižih jediničnih troškova proizvodnje.
Dugo vremena, unibody tehnologija je bila preferirana za takozvane ekonomične automobile, dok su okviri merdevina bili izbor za veće limuzine i karavane. Pomešani su neki hibridi — automobili sa šinama ispred koje su pričvršćene za putnički prostor od jednog tela. Chevy Nova i MGB su bili primjeri ovog trenda, koji nije dugo trajao.
Tesla se okreće livenju pod visokim pritiskom
Tesla, koji je stekao naviku da remeti način na koji se automobili prave, počeo je eksperimentisati sa odljevcima pod visokim pritiskom prije nekoliko godina. Prvo se fokusirao na izradu stražnje strukture. Kada je to bilo ispravno, prešlo se na izradu prednje strukture. Sada se, prema izvorima, Tesla fokusira na livenje pod pritiskom prednjeg, središnjeg i stražnjeg dijela u jednoj operaciji.
Zašto? Jer tradicionalne tehnike proizvodnje koriste do 400 pojedinačnih štancanja koji se zatim moraju zavariti, pričvrstiti, zašrafiti ili zalijepiti zajedno kako bi se napravila potpuna jednostruka struktura. Ako Tesla ovo uspe, njeni troškovi proizvodnje mogli bi da se smanje do 50 odsto. To će zauzvrat staviti ogroman pritisak na svakog drugog proizvođača da odgovori ili se nađe u nemogućnosti da se takmiči.
Podrazumijeva se da se ovi proizvođači osjećaju pretučenim sa svih strana dok neujednačeni radnici u sindikatima lupaju po kapijama i zahtijevaju veći dio profita koji se još uvijek ostvaruje.
Terry Woychowsk, koji je radio u General Motorsu 3 decenije, zna ponešto o proizvodnji automobila. Sada je predsjednik američke inženjerske kompanije Caresoft Global. On kaže za Reuters da bi, ako Tesla uspije gigacastiti većinu podvozja EV, to dodatno poremetilo način na koji su automobili dizajnirani i proizvedeni. “To je sredstvo koje pomaže steroidima. To ima velike implikacije za industriju, ali je vrlo izazovan zadatak. Kastinge je jako teško izvesti, posebno one veće i složenije.”
Dva izvora kažu da Tesline nove tehnike dizajna i proizvodnje znače da bi kompanija mogla da razvije automobil iz temelja za 18 do 24 mjeseca, dok većini rivala trenutno može biti potrebno od tri do četiri godine. Jedan veliki okvir – koji kombinuje prednji i zadnji deo sa srednjim podvozjem gde je smeštena baterija – mogao bi se koristiti za proizvodnju novog, manjeg električnog automobila koji se prodaje za oko 25.000 dolara. Očekuje se da će Tesla odlučiti da li će platformu iz jednog dijela izlivati već ovog mjeseca, rekla su tri izvora.
Predstoje značajni izazovi
Jedan od najvećih izazova za Teslu u korišćenju odlivaka pod visokim pritiskom je dizajniranje potkonstrukcija koji su šuplji, ali imaju unutrašnja rebra potrebna da bi mogli da rasipaju sile koje se javljaju tokom sudara. Izvori tvrde da inovacije stručnjaka za dizajn i livenje u Britaniji, Nemačkoj, Japanu i Sjedinjenim Državama koriste 3D štampanje i industrijski pesak.
Izrada kalupa potrebnih za livenje velikih komponenti pod visokim pritiskom može biti prilično skupa i sa sobom nosi znatne rizike. Jednom kada se napravi veliki metalni kalup za testiranje, mašinska podešavanja tokom procesa dizajna mogu koštati 100.000 dolara, ili bi ponovna izrada kalupa mogla da košta 1,5 miliona dolara, prema jednom stručnjaku za livenje. Drugi je rekao da bi cijeli proces dizajna za veliki metalni kalup obično koštao oko 4 miliona dolara.
Mnogi proizvođači automobila smatraju da su troškovi i rizici previsoki, pogotovo zato što će dizajnu možda trebati pola tuceta ili više podešavanja kako bi se postigla savršena matrica iz perspektive buke i vibracija, uklapanja i završne obrade, ergonomije i otpornosti na sudare. Ali rizik je nešto što retko muči Elona Maska, koji je prvi naterao rakete da lete unazad.
Industrijski pijesak i 3D štampa
Tesla se navodno obratio firmama koje prave testne kalupe od industrijskog peska pomoću 3D štampača. Koristeći datoteku za digitalni dizajn, štampači poznati kao mlaznice za vezivanje nanose tečno vezivno sredstvo na tanak sloj peska i postepeno grade kalup, sloj po sloj, koji može livene rastopljene legure pod pritiskom. Prema jednom izvoru, trošak procesa validacije dizajna sa lijevanjem u pijesak košta oko 3% kada se ista stvar uradi s metalnim prototipom.
To znači da Tesla može podesiti prototipove onoliko puta koliko je potrebno, ponovo štampajući novi za nekoliko sati koristeći mašine kompanija kao što su Desktop Metal i njegova jedinica ExOne. Ciklus validacije dizajna pomoću livenja u pijesak traje samo dva do tri mjeseca, rekla su dva izvora, u poređenju sa bilo kojim od šest mjeseci do godinu dana za kalup napravljen od metala.
Međutim, uprkos toj većoj fleksibilnosti, još uvijek je trebalo savladati još jednu veliku prepreku prije nego što se odljevci velikih razmjera mogu uspješno napraviti. Aluminijske legure koje se koriste za proizvodnju odljevaka ponašaju se drugačije u kalupima napravljenim od pijeska nego u kalupima od metala. Rani prototipovi često nisu ispunjavali Tesline specifikacije.
Stručnjaci za livenje su to prevazišli formulisanjem specijalnih legura, finim podešavanjem procesa hlađenja rastopljene legure i donošenjem termičke obrade nakon proizvodnje, rekla su tri izvora. Kada Tesla bude zadovoljan prototipom peščanog kalupa, može uložiti u završni metalni kalup za masovnu proizvodnju.
Izvori su rekli da je Teslin nadolazeći mali automobil/robotaxi pružio savršenu priliku da izlije EV platformu u jednom komadu, uglavnom zato što je podvozje jednostavnije. Mali automobili nemaju veliki “prevjes” sprijeda i pozadi. „To je na neki način kao čamac, nosač baterija sa malim krilima pričvršćenim na oba kraja. To bi imalo smisla napraviti u jednom komadu”, rekla je jedna osoba.
Izvori su tvrdili da Tesla tek treba da odluči kakvu će presu koristiti ako odluči da izlije podvozje u jednom komadu. Za brzu proizvodnju velikih karoserijskih delova biće potrebne veće mašine za livenje sa snagom stezanja od 16.000 tona ili više. Takve mašine će biti skupe i mogu zahtevati veće fabričke zgrade.
Prese sa velikom snagom stezanja ne mogu da prihvate 3D štampana jezgra od peska koja su potrebna za izradu šupljih okvira. Da bi riješio taj problem, Tesla koristi drugačiji tip prese u koju se rastopljena legura može polako ubrizgavati - metodu koja teži da proizvodi odljevke višeg kvaliteta i može primiti jezgra pijeska.
Problem je: taj proces traje duže. “Tesla bi i dalje mogla odabrati visok pritisak za produktivnost, ili bi mogli odabrati sporo ubrizgavanje legure zbog kvaliteta i svestranosti”, rekao je jedan od ljudi. “U ovom trenutku to je još uvijek bacanje novčića.”
The Takeaway
Kakvu god odluku Tesla donese, ona će imati implikacije koje će se proširiti na automobilsku industriju širom svijeta. Tesla, uprkos značajnom sniženju cena, i dalje ostvaruje profit na električnim automobilima – nešto što je zastarelim proizvođačima automobila izuzetno teško da urade.
Ako Tesla može značajno smanjiti svoje troškove proizvodnje upotrebom odlivaka pod visokim pritiskom, te kompanije će biti pod još većim ekonomskim pritiskom. Nije teško zamisliti šta se dogodilo Kodaku i Nokiji da im se dogodilo. Gdje bi to ostavilo svjetsku ekonomiju i sve radnike koji trenutno proizvode konvencionalne automobile, može se samo nagađati.
Izvor:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Autor: Steve Hanley
Uredio May Jiang iz MAT Aluminium
Vrijeme objave: Jun-05-2024
