Reuters blyk uitstekende bronne diep binne Tesla te hê. In 'n verslag gedateer 14 September 2023, sê dit dat nie minder nie as 5 mense vir hulle gesê het dat die maatskappy naby sy doelwit kom om die onderkant van sy motors in een stuk te giet. Spuitgiet is basies 'n redelik eenvoudige proses. Skep 'n vorm, vul dit met gesmelte metaal, laat dit afkoel, verwyder die vorm, en voila! Kitsmotor. Dit werk goed as jy Tinkertoys- of Matchbox-motors maak, maar dit is uiters moeilik as jy dit probeer gebruik om volgrootte voertuie te maak.
Conestoga-waens is bo-op rame van hout gebou. Vroeë motors het ook houtrame gebruik. Toe Henry Ford die eerste monteerlyn geskep het, was die norm om voertuie op 'n leerraam te bou - twee ysterrelings wat met dwarsstukke aan mekaar vasgemaak is. Die eerste eenbak-produksiemotor was die Citroën Traction Avant in 1934, gevolg deur die Chrysler Airflow die volgende jaar.
Unibody-motors het geen raam daaronder nie. In plaas daarvan is die metaalbakwerk so gevorm en gevorm dat dit die gewig van die aandrywingstelsel kan ondersteun en die insittendes in die geval van 'n ongeluk kan beskerm. Vanaf die 1950's het motorvervaardigers, aangespoor deur vervaardigingsinnovasies wat deur Japannese maatskappye soos Honda en Toyota baanbrekerswerk gedoen is, oorgeskakel na die vervaardiging van unibody-motors met voorwielaandrywing.
Die hele kragbron, kompleet met enjin, ratkas, differensiaal, dryfasse, stutte en remme, is op 'n aparte platform geïnstalleer wat van onder af op die monteerlyn in plek gelig is, eerder as om die enjin en ratkas van bo af in te laat sak soos dit gedoen is vir motors wat op 'n raam gebou is. Die rede vir die verandering? Vinniger monteringstye wat gelei het tot laer eenheidskoste van produksie.
Vir 'n lang tyd is unibody-tegnologie verkies vir sogenaamde ekonomiese motors, terwyl leerrame die keuse was vir groter sedans en stasiewaens. Daar was 'n paar hibriede ingemeng - motors met raamrelings voor wat aan 'n unibody-passasierskompartement vasgebout is. Die Chevy Nova en MGB was voorbeelde van hierdie tendens, wat nie lank geduur het nie.
Tesla skakel oor na hoëdrukgieting
Tesla, wat 'n gewoonte daarvan gemaak het om die vervaardiging van motors te ontwrig, het 'n paar jaar gelede begin eksperimenteer met hoëdrukgietstukke. Eers het hulle gefokus op die maak van die agterste struktuur. Toe hulle dit reggekry het, het hulle oorgeskakel na die maak van die voorste struktuur. Nou, volgens bronne, fokus Tesla op die drukgieting van die voorste, middelste en agterste dele alles in een operasie.
Hoekom? Omdat tradisionele vervaardigingstegnieke tot 400 individuele stempelstukke gebruik wat dan aanmekaar gesweis, gebout, geskroef of vasgeplak moet word om 'n volledige eenvormige struktuur te maak. As Tesla dit regkry, kan die vervaardigingskoste met tot 50 persent verminder word. Dit sal weer geweldige druk op elke ander vervaardiger plaas om te reageer, anders sal hulle nie kan meeding nie.
Dit spreek vanself dat daardie vervaardigers van alle kante geteister voel terwyl verraderlike vakbondwerkers aan die hekke klop en 'n groter deel van die winste wat steeds verdien word, eis.
Terry Woychowsk, wat drie dekades lank by General Motors gewerk het, weet 'n ding of twee van die vervaardiging van motors. Hy is nou die president van die Amerikaanse ingenieursmaatskappy Caresoft Global. Hy sê vir Reuters dat as Tesla daarin slaag om die meeste van die onderkant van 'n elektriese voertuig te gigasaai, dit die manier waarop motors ontwerp en vervaardig word, verder sal ontwrig. “Dit is 'n moontlikmaker op steroïede. Dit het 'n groot implikasie vir die bedryf, maar dit is 'n baie uitdagende taak. Gietstukke is baie moeilik om te doen, veral die groter en meer ingewikkelde.”
Twee van die bronne het gesê Tesla se nuwe ontwerp- en vervaardigingstegnieke beteken dat die maatskappy 'n motor van nuuts af in 18 tot 24 maande kan ontwikkel, terwyl die meeste mededingers tans tussen drie en vier jaar kan neem. 'n Enkele groot raam – wat die voor- en agterdele kombineer met die middelste onderkant waar die battery gehuisves word – kan gebruik word om 'n nuwe, kleiner elektriese motor te vervaardig wat vir ongeveer $25 000 verkoop. Daar is verwag dat Tesla reeds vandeesmaand sou besluit of hulle 'n eenstukplatform sou giet, het drie van die bronne gesê.
Beduidende uitdagings voorlê
Een van die grootste uitdagings vir Tesla met die gebruik van hoëdrukgietstukke is die ontwerp van subrame wat hol is, maar die interne ribbes het wat nodig is om hulle in staat te stel om die kragte wat tydens ongelukke voorkom, te versprei. Die bronne beweer dat innovasies deur ontwerp- en gietspesialiste in Brittanje, Duitsland, Japan en die Verenigde State gebruik maak van 3D-drukwerk en industriële sand.
Die maak van die vorms wat nodig is vir hoëdrukgieting van groot komponente kan nogal duur wees en hou aansienlike risiko's in. Sodra 'n groot metaaltoetsvorm gemaak is, kan die masjinering tydens die ontwerpproses $100 000 per stuk kos, of die hele oordoen van die vorm kan $1,5 miljoen beloop, volgens een gietspesialis. 'n Ander het gesê die hele ontwerpproses vir 'n groot metaalvorm sal tipies ongeveer $4 miljoen kos.
Baie motorvervaardigers het die koste en die risiko's as te hoog beskou, veral omdat 'n ontwerp dalk 'n halfdosyn of meer aanpassings benodig om 'n perfekte matrys te verkry vanuit die perspektief van geraas en vibrasie, pasvorm en afwerking, ergonomie en botsingswaardigheid. Maar risiko is iets wat Elon Musk selde pla, wat die eerste was wat vuurpyle agteruit laat vlieg het.
Industriële Sand & 3D-drukwerk
Tesla het glo maatskappye gewend wat toetsvorms van industriële sand met 3D-drukkers maak. Deur 'n digitale ontwerplêer te gebruik, deponeer drukkers, bekend as binderstrale, 'n vloeibare bindmiddel op 'n dun lagie sand en bou geleidelik laag vir laag 'n vorm wat gesmelte legerings kan giet. Volgens een bron kos die koste van die ontwerpvalideringsproses met sandgieting ongeveer 3% van dieselfde ding met 'n metaalprototipe.
Dit beteken Tesla kan prototipes soveel keer as nodig aanpas en 'n nuwe een binne 'n paar uur herdruk met behulp van masjiene van maatskappye soos Desktop Metal en sy ExOne-eenheid. Die ontwerpvalideringsiklus met behulp van sandgietwerk duur slegs twee tot drie maande, het twee van die bronne gesê, in vergelyking met enigiets van ses maande tot 'n jaar vir 'n vorm van metaal.
Ten spyte van daardie groter buigsaamheid, was daar egter nog 'n groot struikelblok om te oorkom voordat grootskaalse gietstukke suksesvol vervaardig kon word. Die aluminiumlegerings wat gebruik word om die gietstukke te vervaardig, tree anders op in vorms van sand as in vorms van metaal. Vroeë prototipes het dikwels nie aan Tesla se spesifikasies voldoen nie.
Die gietspesialiste het dit oorkom deur spesiale legerings te formuleer, die verkoelingsproses van die gesmelte legering fyn af te stem en 'n na-produksie hittebehandeling te ontwikkel, het drie van die bronne gesê. Sodra Tesla tevrede is met die prototipe sandvorm, kan hulle dan in 'n finale metaalvorm vir massaproduksie belê.
Die bronne het gesê Tesla se komende klein motor/robotaxi bied hulle die perfekte geleentheid om 'n EV-platform in een stuk te giet, hoofsaaklik omdat die onderkant eenvoudiger is. Klein motors het nie 'n groot "oorhang" aan die voor- en agterkant nie. "Dis in 'n sekere sin soos 'n boot, 'n batterybak met klein vlerkies aan beide kante. Dit sal sin maak om dit in een stuk te doen," het een persoon gesê.
Die bronne beweer dat Tesla nog moet besluit watter soort pers om te gebruik as hulle besluit om die onderkant van die bakwerk in een stuk te giet. Om groot bakdele vinnig te vervaardig, sal groter gietmasjiene met 'n klemkrag van 16 000 ton of meer benodig word. Sulke masjiene sal duur wees en mag groter fabrieksgeboue vereis.
Perse met hoë klemkrag kan nie die 3D-gedrukte sandkerne akkommodeer wat nodig is om hol subrame te maak nie. Om daardie probleem op te los, gebruik Tesla 'n ander tipe pers waarin gesmelte legering stadig ingespuit kan word - 'n metode wat geneig is om hoër gehalte gietstukke te produseer en die sandkerne kan akkommodeer.
Die probleem is: daardie proses neem langer. “Tesla kan steeds hoë druk vir produktiwiteit kies, of hulle kan stadige allooi-inspuiting vir kwaliteit en veelsydigheid kies,” het een van die mense gesê. “Dis steeds 'n muntstukgooi op hierdie stadium.”
Die wegneemete
Watter besluit Tesla ook al neem, dit sal implikasies hê wat wêreldwyd deur die motorbedryf sal rimpel. Tesla, ten spyte van aansienlike prysverlagings, maak steeds elektriese motors teen 'n wins – iets wat tradisionele motorvervaardigers uiters moeilik vind om te doen.
As Tesla sy vervaardigingskoste aansienlik kan verminder deur hoëdrukgietstukke te gebruik, sal daardie maatskappye onder nog groter ekonomiese druk wees. Dit is nie moeilik om te dink wat met Kodak en Nokia gebeur het nie. Waar dit die wêreldekonomie en al die werkers wat tans konvensionele motors vervaardig, sou laat, is enigiemand se raaiskoot.
Bron:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Outeur: Steve Hanley
Geredigeer deur May Jiang van MAT Aluminium
Plasingstyd: 05 Junie 2024
