Здаецца, што ў Reuters ёсць выдатныя крыніцы інфармацыі глыбока ў Tesla. У справаздачы ад 14 верасня 2023 года гаворыцца, што не менш за 5 чалавек паведамілі, што кампанія набліжаецца да сваёй мэты — адліваць ніжнюю частку кузава сваіх аўтамабіляў адным кавалкам. Ліццё пад ціскам — гэта даволі просты працэс. Стварыце форму, запоўніце яе расплаўленым металам, дайце астыць, выміце форму, і вуаля! Імгненны аўтамабіль. Гэта добра працуе, калі вы робіце цацкі Tinkertoys або машынкі Matchbox, але надзвычай складана, калі вы спрабуеце выкарыстоўваць гэта для вырабу паўнапамерных аўтамабіляў.
Вагоны Conestoga будаваліся на драўляных рамах. Раннія аўтамабілі таксама выкарыстоўвалі драўляныя рамы. Калі Генры Форд стварыў першую зборачную лінію, нормай было будаваць транспартныя сродкі на лесвічнай раме — дзве жалезныя рэйкі, злучаныя разам папярочкамі. Першым серыйным аўтамабілем з суцэльным кузавам стаў Citroen Traction Avant у 1934 годзе, а ў наступным годзе — Chrysler Airflow.
Аўтамабілі з суцэльным кузавам не маюць рамы пад сабой. Замест гэтага металічны кузаў мае такую форму, што можа вытрымліваць вагу трансмісіі і абараняць пасажыраў у выпадку аварыі. Пачынаючы з 1950-х гадоў аўтавытворцы, натхнёныя вытворчымі інавацыямі, укаранёнымі японскімі кампаніямі, такімі як Honda і Toyota, перайшлі на вытворчасць аўтамабіляў з суцэльным кузавам і пярэднім прывадам.
Уся сілавая ўстаноўка, у камплекце з рухавіком, каробкай перадач, дыферэнцыялам, карданнымі валамі, стойкамі і тармазамі, была ўсталявана на асобнай платформе, якая падымалася знізу на зборачнай лініі, а не апускалася зверху, як гэта рабілася для аўтамабіляў, пабудаваных на раме. Прычына змяненняў? Хутчэйшы час зборкі, што прывяло да зніжэння сабекошту вытворчасці адзінкі.
Доўгі час тэхналогія цэльнага кузава аддавалася перавагу для так званых эканамічных аўтамабіляў, у той час як лесвічная рамная сістэма была выбарам для больш буйных седанаў і ўніверсалаў. Былі і гібрыдныя мадэлі — аўтамабілі з пярэднімі рэйкамі рамы, прыкручанымі да цэльнага пасажырскага салона. Chevy Nova і MGB былі прыкладамі гэтай тэндэнцыі, якая праіснавала нядоўга.
Tesla пераходзіць на ліццё пад высокім ціскам
Tesla, якая мае звычку змяняць тэхналогіі вытворчасці аўтамабіляў, пачала эксперыментаваць з ліццём пад высокім ціскам некалькі гадоў таму. Спачатку яна засяродзілася на вырабе задняй часткі каркаса. Калі гэта атрымалася, яна перайшла да вырабу пярэдняй часткі. Цяпер, паводле крыніц, Tesla засяроджваецца на ліцці пад ціскам пярэдняй, цэнтральнай і задняй частак у адной аперацыі.
Чаму? Таму што ў традыцыйных вытворчых тэхналогіях выкарыстоўваецца да 400 асобных штампаваных дэталяў, якія затым трэба зварваць, змацоўваць балтамі, шрубамі або склейваць, каб стварыць поўную цэльную канструкцыю кузава. Калі Tesla зможа зрабіць гэта правільна, яе выдаткі на вытворчасць могуць быць скарочаныя да 50 працэнтаў. Гэта, у сваю чаргу, акажа велізарны ціск на ўсіх астатніх вытворцаў, каб яны адрэагавалі, інакш яны апынуцца няздольнымі канкураваць.
Само сабой зразумела, што гэтыя вытворцы адчуваюць ціск з усіх бакоў, бо напышлівыя прафсаюзныя рабочыя стукаюць у вароты і патрабуюць большай долі прыбытку, які ўсё яшчэ атрымліваюць.
Тэры Войхоўскі, які працаваў у General Motors тры дзесяцігоддзі, ведае толк у вытворчасці аўтамабіляў. Цяпер ён з'яўляецца прэзідэнтам амерыканскай інжынернай кампаніі Caresoft Global. Ён распавёў Reuters, што калі Tesla ўдасца адліць большую частку ніжняй часткі кузава электрамабіля па тэхналогіі гігаліцця, гэта яшчэ больш парушыць працэс праектавання і вытворчасці аўтамабіляў. «Гэта рухавік на стэроідах. Гэта мае велізарнае значэнне для галіны, але гэта вельмі складаная задача. Адліўкі рабіць вельмі цяжка, асабліва большыя і больш складаныя».
Дзве крыніцы заявілі, што новыя тэхналогіі праектавання і вытворчасці Tesla азначаюць, што кампанія можа распрацаваць аўтамабіль з нуля за 18-24 месяцы, у той час як большасць канкурэнтаў у цяперашні час могуць скарыстацца гэтым ад трох да чатырох гадоў. Адна вялікая рама, якая аб'ядноўвае пярэднюю і заднюю часткі з сярэдняй часткай ніжняй часткі кузава, дзе размешчана батарэя, можа быць выкарыстана для вытворчасці новага, меншага электрамабіля, які прадаецца па цане каля 25 000 долараў. Чакаецца, што Tesla вырашыць, ці будзе выкарыстоўваць цэльную платформу з ліццём пад ціскам, ужо ў гэтым месяцы, паведамілі тры крыніцы.
Значныя праблемы наперадзе
Адной з найбуйнейшых праблем для Tesla пры выкарыстанні ліцця пад высокім ціскам з'яўляецца распрацоўка полых падрамнікаў з унутранымі рэбрамі, неабходнымі для рассейвання сіл, якія ўзнікаюць падчас аварый. Крыніцы сцвярджаюць, што інавацыі, распрацаваныя спецыялістамі па дызайне і ліццю ў Вялікабрытаніі, Германіі, Японіі і ЗША, выкарыстоўваюць 3D-друк і прамысловы пясок.
Выраб формаў, неабходных для ліцця пад высокім ціскам буйных кампанентаў, можа быць даволі дарагім і спалучаным са значнымі рызыкамі. Паводле слоў аднаго спецыяліста па ліццю, пасля вырабу вялікай металічнай тэставай формы карэкціроўка механічнай апрацоўкі ў працэсе праектавання можа каштаваць 100 000 долараў за спробу, а поўная пераробка формы можа абысціся ў 1,5 мільёна долараў. Іншы спецыяліст сказаў, што ўвесь працэс праектавання вялікай металічнай формы звычайна каштуе каля 4 мільёнаў долараў.
Многія аўтавытворцы палічылі кошт і рызыкі занадта высокімі, асабліва таму, што для дасягнення ідэальнага выніку з пункту гледжання шуму і вібрацыі, пасадкі і аздаблення, эрганомікі і ўдаратрываласці можа спатрэбіцца паўтузіна ці больш карэкціровак канструкцыі. Але рызыка рэдка турбуе Ілона Маска, які першым прымусіў ракеты ляцець назад.
Прамысловы пясок і 3D-друк
Паведамляецца, што Tesla звярнулася да фірмаў, якія вырабляюць тэставыя формы з прамысловага пяску з дапамогай 3D-прынтараў. Выкарыстоўваючы лічбавы файл дызайну, прынтары, вядомыя як "Binder Jets", наносяць вадкі звязальны агент на тонкі пласт пяску і паступова, пласт за пластом, ствараюць форму, якую можна адліваць пад ціскам з расплаўленых сплаваў. Паводле адной крыніцы, кошт працэсу праверкі дызайну з дапамогай ліцця ў пясчаныя формы складае каля 3% ад кошту выканання таго ж працэсу з металічным прататыпам.
Гэта азначае, што Tesla можа ўдасканальваць прататыпы столькі разоў, колькі неабходна, перадрукоўваючы новы за лічаныя гадзіны, выкарыстоўваючы абсталяванне такіх кампаній, як Desktop Metal і яе падраздзяленне ExOne. Цыкл праверкі дызайну з выкарыстаннем ліцця ў пясчаныя формы займае ўсяго два-тры месяцы, паведамілі дзве крыніцы, у параўнанні з шасцю месяцамі-годам для формы, вырабленай з металу.
Нягледзячы на большую гнуткасць, існавала яшчэ адна сур'ёзная перашкода, якую трэба было пераадолець, перш чым можна было паспяхова вырабляць адліўкі ў вялікіх маштабах. Алюмініевыя сплавы, якія выкарыстоўваліся для вырабу адлівак, паводзілі сябе інакш у пясчаных формах і ў металічных. Раннія прататыпы часта не адпавядалі спецыфікацыям Тэслы.
Спецыялісты па ліццю пераадолелі гэтую праблему, распрацаваўшы спецыяльныя сплавы, дасканаладзіўшы працэс астуджэння расплаўленага сплаву і распрацаваўшы паслявытворчаю тэрмічную апрацоўку, паведамілі тры крыніцы. Пасля таго, як Tesla будзе задаволена прататыпам пясчанай формы, яна зможа інвеставаць у канчатковую металічную форму для масавай вытворчасці.
Крыніцы паведамілі, што будучы невялікі аўтамабіль/робатаксі ад Tesla даў кампаніі выдатную магчымасць стварыць цэльную платформу для электрамабіляў, галоўным чынам таму, што яго ніжняя частка прасцейшая. У невялікіх аўтамабіляў няма вялікага «навісу» спераду і ззаду. «Гэта падобна на лодку, акумулятарны паддон з маленькімі крыламі, прымацаванымі да абодвух канцоў. Было б лагічна зрабіць гэта цэльным кавалкам», — сказаў адзін з карыстальнікаў.
Крыніцы сцвярджаюць, што Tesla ўсё яшчэ павінна вырашыць, які прэс выкарыстоўваць, калі яна вырашыць адліваць ніжнюю частку кузава адным кавалкам. Для хуткага вырабу вялікіх дэталяў кузава спатрэбяцца больш буйныя ліцейныя машыны з сілай заціску 16 000 тон і больш. Такія машыны будуць дарагімі і могуць запатрабаваць больш буйных вытворчых будынкаў.
Прэсы з высокай сілай заціску не могуць змясціць пясчаныя стрыжні, надрукаваныя на 3D-прынтары, неабходныя для вырабу полых падрамнікаў. Каб вырашыць гэтую праблему, Tesla выкарыстоўвае іншы тып прэса, у які можна павольна ўводзіць расплаўлены сплаў — метад, які, як правіла, дазваляе атрымліваць больш якасныя адліўкі і можа змясціць пясчаныя стрыжні.
Праблема ў тым, што гэты працэс займае больш часу. «Tesla ўсё яшчэ магла б выбраць высокі ціск для прадукцыйнасці, альбо яны маглі б выбраць павольнае ўпырскванне сплаву для якасці і ўніверсальнасці», — сказаў адзін з людзей. «Пакуль што гэта ўсё яшчэ пытанне выбару».
Ежа на вынас
Якое б рашэнне ні прыняла Tesla, яно будзе мець наступствы, якія адаб'юцца на ўсёй аўтамабільнай прамысловасці па ўсім свеце. Tesla, нягледзячы на значнае зніжэнне цэн, усё яшчэ вырабляе электрамабілі з прыбыткам, што вельмі цяжка зрабіць традыцыйным аўтавытворцам.
Калі Tesla зможа значна скараціць выдаткі на вытворчасць, выкарыстоўваючы ліццё пад высокім ціскам, гэтыя кампаніі апынуцца пад яшчэ большым эканамічным ціскам. Няцяжка ўявіць, што здарылася з Kodak і Nokia. Што гэта прывядзе да сусветнай эканомікі і ўсіх рабочых, якія зараз вырабляюць звычайныя аўтамабілі, можна толькі здагадвацца.
Крыніца:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Аўтар: Стыў Хэнлі
Пад рэдакцыяй Мэй Цзян з MAT Aluminum
Час публікацыі: 05 чэрвеня 2024 г.
