Reuters parece tener excelentes fuentes en lo profundo de Tesla. En un informe del 14 de septiembre de 2023, dice que no menos de 5 personas le han dicho que la compañía se está acercando a su objetivo de lanzar al cuerpo debajo de sus autos en una sola pieza. El casting de die es básicamente un proceso bastante simple. ¡Cree un molde, llénelo con metal fundido, que se enfríe, quite el molde y voila! Coche instantáneo. Funciona bien si está haciendo tinkertoys o autos Matchbox, pero es extremadamente difícil si intenta usarlo para hacer vehículos de tamaño completo.
Los vagones Conestoga se construyeron sobre los marcos hechos de madera. Los primeros automóviles también usaron marcos de madera. Cuando Henry Ford creó la primera línea de ensamblaje, la norma era construir vehículos en un marco de escalera, dos rieles de hierro atados con piezas cruzadas. El primer auto de producción de Unibody fue el Citroen Traction Avant en 1934, seguido del flujo de aire Chrysler al año siguiente.
Los autos unibody no tienen marco debajo de ellos. En cambio, el cuerpo de metal tiene forma y forma de tal manera que puede soportar el peso del transmisión y proteger a los ocupantes en caso de un choque. A partir de la década de 1950, los fabricantes de automóviles, estimulados por las innovaciones de fabricación, pioneras por compañías japonesas como Honda y Toyota, cambiaron a hacer autos unibody con tracción delantera.
Todo el tren motriz, completo con motor, transmisión, diferencial, eje de transmisión, puntales y frenos, se instaló en una plataforma separada que se elevó en su lugar desde abajo en la línea de ensamblaje, en lugar de dejar caer el motor y la transmisión desde arriba de la forma en que se realizó para autos construidos en un marco. El motivo del cambio? Tiempos de ensamblaje más rápidos que condujeron a menores costos unitarios de producción.
Durante mucho tiempo, se prefirió la tecnología Unibody para los llamados autos económicos, mientras que los marcos de escalera fueron la opción para sedanes y vagones más grandes. Había algunos híbridos mezclados: autos con rieles de marco en el frente atornillados a un compartimento de pasajeros unibody. El Chevy Nova y MGB fueron ejemplos de esta tendencia, que no duraron mucho.
Tesla pivota a la fundición de alta presión
Tesla, que ha tenido la costumbre de interrumpir cómo se hacen los automóviles, comenzó a experimentar con piezas de fundición de alta presión hace varios años. Primero se centró en hacer la estructura trasera. Cuando lo hizo bien, cambió a hacer la estructura frontal. Ahora, según las fuentes, Tesla se está centrando en las secciones delantera, central y trasera, todas en una sola operación.
¿Por qué? Debido a que las técnicas de fabricación tradicionales utilizan hasta 400 estampados individuales que luego tienen que ser soldados, atornillados, jodidos o pegados para hacer una estructura unibody completa. Si Tesla puede obtener esto correcto, su costo de fabricación podría reducirse hasta un 50 por ciento. Eso, a su vez, ejercerá una tremenda presión sobre todos los demás fabricantes para que respondan o se encuentren incapaces de competir.
No hace falta decir que esos fabricantes se sienten maltratados por todos los lados, ya que los trabajadores sindicalizados es compatible con las puertas y exigiendo una porción más grande de las ganancias que aún se están ganando.
Terry Woychowsk, que trabajó en General Motors durante 3 décadas, sabe una o dos cosas sobre la fabricación de automóviles. Ahora es el presidente de la empresa de ingeniería estadounidense Caresoft Global. Él le dice a Reuters que si Tesla logra gigacast la mayoría de los debajo del cuerpo de un EV, interrumpiría aún más la forma en que se diseñan y fabrican los automóviles. “Es un habilitador de esteroides. Tiene una gran implicación para la industria, pero es una tarea muy desafiante. Los moldes son muy difíciles de hacer, especialmente los más grandes y más complicados ".
Dos de las fuentes dijeron que las nuevas técnicas de diseño y fabricación de Tesla significan que la compañía podría desarrollar un automóvil desde cero en 18 a 24 meses, mientras que la mayoría de los rivales actualmente pueden llevar entre tres y cuatro años. Un solo marco grande, que combina las secciones delantera y trasera con la parte secundaria del cuerpo donde se aloja la batería, podría usarse para fabricar un automóvil eléctrico nuevo y más pequeño que se vende por alrededor de $ 25,000. Se esperaba que Tesla decidira si morir en una plataforma de una pieza tan pronto como este mes, dijeron tres de las fuentes.
Desafíos significativos por delante
Uno de los mayores desafíos para Tesla en el uso de fundiciones de alta presión es el diseño de subframes que son huecos pero tienen las costillas internas necesarias para que puedan disipar las fuerzas que ocurren durante los choques. Las fuentes reclaman innovaciones por diseño y especialistas en casting en Gran Bretaña, Alemania, Japón y Estados Unidos utilizan la impresión 3D y la arena industrial.
Hacer los moldes necesarios para la fundición de alta presión de componentes grandes puede ser bastante costoso y viene con riesgos considerables. Una vez que se ha realizado un molde de prueba de metal grande, los ajustes de mecanizado durante el proceso de diseño podrían costar $ 100,000 por ir, o rehacer el molde por completo podría llegar a $ 1.5 millones, según un especialista en fundición. Otro dijo que todo el proceso de diseño para un molde de metal grande generalmente costaría alrededor de $ 4 millones.
Muchos fabricantes de automóviles han considerado el costo y los riesgos de ser demasiado altos, especialmente porque un diseño podría necesitar media docena o más de ajustes para lograr una muerte perfecta desde la perspectiva del ruido y la vibración, el ajuste y el acabado, la ergonomía y la solvencia. Pero el riesgo es algo que rara vez molesta a Elon Musk, quien fue el primero en hacer que los cohetes vuelen hacia atrás.
Arena industrial e impresión 3D
Según los informes, Tesla ha recurrido a las empresas que hacen moldes de prueba con arena industrial con impresoras 3D. Usando un archivo de diseño digital, las impresoras conocidas como chorros de carpeta depositan un agente de unión líquida en una capa delgada de arena y construyen gradualmente un molde, capa por capa, que puede morir aleaciones fundidas fundidas. Según una fuente, el costo del proceso de validación de diseño con fundición de arena cuesta aproximadamente el 3% de hacer lo mismo con un prototipo de metal.
Eso significa que Tesla puede ajustar los prototipos tantas veces como sea necesario, reimprimiendo uno nuevo en cuestión de horas utilizando máquinas de compañías como el metal de escritorio y su unidad exona. El ciclo de validación de diseño con fundición de arena solo lleva dos a tres meses, dijeron dos de las fuentes, en comparación con los seis meses hasta un año para un molde hecho de metal.
Sin embargo, a pesar de esa mayor flexibilidad, todavía había un obstáculo más importante que superar antes de que se pudieran realizar fundiciones a gran escala con éxito. Las aleaciones de aluminio utilizadas para producir las fundiciones se comportan de manera diferente en moldes hechos de arena que en moldes hechos de metal. Los primeros prototipos a menudo no cumplían con las especificaciones de Tesla.
Los especialistas en casting superaron eso al formular aleaciones especiales, ajustar el proceso de enfriamiento de aleaciones fundidas y elaborando un tratamiento térmico posterior a la producción, dijeron tres de las fuentes. Una vez que Tesla está satisfecho con el molde de arena prototipo, puede invertir en un molde de metal final para la producción en masa.
Las fuentes dijeron que el próximo auto pequeño/robotaxi de Tesla le ha dado una oportunidad perfecta para lanzar una plataforma EV en una sola pieza, principalmente porque su cuerpo es más simple. Los autos pequeños no tienen un gran "voladizo" en la parte delantera y en la parte posterior. “Es como un bote en cierto modo, una bandeja de batería con alas pequeñas unidas a ambos extremos. Eso tendría sentido hacer en una sola pieza ”, dijo una persona.
Las fuentes afirmaron que Tesla todavía tiene que decidir qué tipo de prensa usar si decide lanzar al cuerpo debajo de una sola pieza. Para fabricar piezas grandes del cuerpo rápidamente requerirá máquinas de fundición más grandes con una potencia de sujeción de 16,000 toneladas o más. Dichas máquinas serán caras y pueden requerir edificios de fábrica más grandes.
Las prensas con alta potencia de sujeción no pueden acomodar los núcleos de arena impresos en 3D necesarios para hacer subtramas huecos. Para resolver ese problema, Tesla está utilizando un tipo diferente de prensa en el que la aleación fundida se puede inyectar lentamente, un método que tiende a producir fundiciones de mayor calidad y puede acomodar los núcleos de arena.
El problema es: ese proceso lleva más tiempo. "Tesla aún podría elegir alta presión para la productividad, o podrían elegir una inyección de aleación lenta para la calidad y la versatilidad", dijo una de las personas. "Todavía es un lanzamiento de monedas en este momento".
La comida para llevar
Independientemente de la decisión que tome Tesla, tendrá implicaciones que se extenderán en toda la industria automotriz en todo el mundo. Tesla, a pesar de los importantes recortes de precios, sigue haciendo autos eléctricos con ganancias, algo que los fabricantes de automóviles heredados están muy difíciles de hacer.
Si Tesla puede recortar significativamente sus costos de fabricación mediante el uso de fundiciones de alta presión, esas compañías tendrán una presión aún mayor económicamente. No es difícil imaginar lo que les sucedió a Kodak y Nokia. Donde eso dejaría la economía mundial y todos los trabajadores que actualmente fabrican autos convencionales es una suposición de nadie.
Fuente:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-pece-casting-technology/
Autor: Steve Hanley
Editado por May Jiang de Mat Aluminium
Tiempo de publicación: Jun-05-2024
