เทสลาอาจมีเทคโนโลยีการหล่อชิ้นเดียวที่สมบูรณ์แบบ

รอยเตอร์ดูเหมือนว่าจะมีแหล่งที่ยอดเยี่ยมภายในเทสลา ในรายงานลงวันที่ 14 กันยายน 2566 มีคนบอกว่าไม่น้อยกว่า 5 คนที่บอกว่า บริษัท กำลังใกล้ชิดกับเป้าหมายในการคัดเลือกนักแสดงรถใต้ดินของมันในชิ้นเดียว การหล่อแบบตายนั้นเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างง่าย สร้างแม่พิมพ์เติมด้วยโลหะหลอมเหลวปล่อยให้เย็นถอดแม่พิมพ์และ voila! รถทันที มันใช้งานได้ดีถ้าคุณทำรถทิงคอร์ทอยหรือแมทช์บ็อกซ์ แต่มันยากมากถ้าคุณพยายามใช้มันเพื่อสร้างยานพาหนะขนาดเต็ม

เกวียน Conestoga ถูกสร้างขึ้นบนเฟรมที่ทำจากไม้ รถยนต์ยุคแรกยังใช้เฟรมไม้ เมื่อเฮนรี่ฟอร์ดสร้างสายการประกอบครั้งแรกบรรทัดฐานคือการสร้างยานพาหนะบนกรอบบันได - รางเหล็กสองรางผูกติดกับชิ้นส่วนข้าม รถยนต์ที่ผลิต Unibody คันแรกคือ Citroen Traction Avant ในปี 1934 ตามด้วยการไหลเวียนของอากาศไครสเลอร์ในปีต่อไป

รถยนต์ Unibody ไม่มีกรอบอยู่ข้างใต้ แต่ร่างกายโลหะนั้นมีรูปร่างและเกิดขึ้นในลักษณะที่สามารถรองรับน้ำหนักของระบบขับเคลื่อนและปกป้องผู้โดยสารในกรณีที่เกิดการชน เริ่มต้นในปี 1950 ผู้ผลิตรถยนต์กระตุ้นโดยการผลิตนวัตกรรมที่บุกเบิกโดย บริษัท ญี่ปุ่นเช่น Honda และ Toyota เปลี่ยนไปสร้างรถยนต์ Unibody ด้วยระบบขับเคลื่อนล้อหน้า

ระบบส่งกำลังทั้งหมดพร้อมด้วยเครื่องยนต์เกียร์ความแตกต่าง, เพลาขับ, เสาและเบรกถูกติดตั้งบนแพลตฟอร์มแยกต่างหากที่ถูกยกเข้าที่จากด้านล่างของสายการประกอบแทนที่จะวางเครื่องยนต์และส่งจากด้านบน ทำสำหรับรถยนต์ที่สร้างขึ้นบนเฟรม เหตุผลในการเปลี่ยนแปลง? เวลาประกอบเร็วขึ้นซึ่งนำไปสู่ต้นทุนการผลิตที่ลดลง

เป็นเวลานานเทคโนโลยี Unibody เป็นที่ต้องการสำหรับรถยนต์ประหยัดที่เรียกว่าในขณะที่เฟรมบันไดเป็นทางเลือกสำหรับรถซีดานและเกวียนขนาดใหญ่ มีลูกผสมบางส่วนผสมกัน - รถยนต์ที่มีรางกรอบด้านหน้าติดอยู่กับช่องผู้โดยสาร unibody Chevy Nova และ MGB เป็นตัวอย่างของแนวโน้มนี้ซึ่งไม่นาน

เทสลาหมุนไปสู่การหล่อแรงดันสูง

เทสลาซึ่งสร้างนิสัยในการรบกวนวิธีการผลิตรถยนต์เริ่มทดลองกับการหล่อแรงดันสูงเมื่อหลายปีก่อน ก่อนอื่นมันมุ่งเน้นไปที่การสร้างโครงสร้างด้านหลัง เมื่อมันถูกต้องมันก็เปลี่ยนเป็นการสร้างโครงสร้างด้านหน้า ตอนนี้ตามแหล่งที่มาเทสลากำลังมุ่งเน้นไปที่แรงดันที่หล่อด้านหน้าส่วนกลางและส่วนด้านหลังทั้งหมดในการดำเนินการเดียว

ทำไม เนื่องจากเทคนิคการผลิตแบบดั้งเดิมใช้การประทับตราสูงสุด 400 ครั้งซึ่งจะต้องเชื่อม, ยึด, เมา, สกรูหรือติดกาวเข้าด้วยกันเพื่อสร้างโครงสร้าง unibody ที่สมบูรณ์ หากเทสลาสามารถได้รับสิทธิ์นี้ค่าใช้จ่ายในการผลิตอาจลดลงได้มากถึง 50 เปอร์เซ็นต์ ในทางกลับกันจะสร้างแรงกดดันอย่างมากต่อผู้ผลิตรายอื่นเพื่อตอบสนองหรือพบว่าตัวเองไม่สามารถแข่งขันได้

มันไปโดยไม่บอกว่าผู้ผลิตเหล่านั้นรู้สึกท้อแท้จากทุกด้านเนื่องจากคนงานสหภาพแรงงานกำลังต่อสู้กับประตูและเรียกร้องส่วนใหญ่ของผลกำไรที่ยังคงได้รับ

Terry Woychowsk ที่ทำงานที่ General Motors เป็นเวลา 3 ทศวรรษรู้เรื่องหนึ่งหรือสองเรื่องเกี่ยวกับรถยนต์การผลิต ตอนนี้เขาเป็นประธาน บริษัท วิศวกรรมของสหรัฐอเมริกา Caresoft Global เขาบอกกับรอยเตอร์ว่าถ้าเทสลาจัดการกับ Gigacast ส่วนใหญ่ของ EV ของ EV มันจะขัดขวางวิธีการออกแบบและผลิตรถยนต์ต่อไป “ มันเป็นตัวเปิดใช้งานสเตียรอยด์ มันมีความหมายอย่างมากสำหรับอุตสาหกรรม แต่มันเป็นงานที่ท้าทายมาก การหล่อเป็นเรื่องยากมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งยิ่งใหญ่และซับซ้อนมากขึ้น”

แหล่งข่าวสองแหล่งกล่าวว่าเทคนิคการออกแบบและการผลิตใหม่ของเทสลาหมายความว่า บริษัท สามารถพัฒนารถยนต์จากพื้นดินได้ใน 18 ถึง 24 เดือนในขณะที่คู่แข่งส่วนใหญ่สามารถใช้เวลาได้ทุกที่จากสามถึงสี่ปี เฟรมขนาดใหญ่เดียว - การรวมส่วนด้านหน้าและด้านหลังเข้ากับตัวกลางกลางที่มีแบตเตอรี่ติดตั้ง - สามารถใช้ในการผลิตรถยนต์ไฟฟ้าขนาดเล็กที่มีขนาดเล็กกว่าซึ่งขายปลีกได้ประมาณ $ 25,000 เทสลาคาดว่าจะตัดสินใจว่าจะตายแพลตฟอร์มชิ้นเดียวโดยเร็วที่สุดในเดือนนี้แหล่งข่าวสามแห่งกล่าว

ความท้าทายที่สำคัญล่วงหน้า

หนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดสำหรับเทสลาในการใช้การหล่อแรงดันสูงคือการออกแบบเฟรมย่อยที่เป็นกลวง แต่มีซี่โครงภายในที่จำเป็นเพื่อให้พวกเขาสามารถกระจายกองกำลังที่เกิดขึ้นในระหว่างการชน แหล่งที่มาอ้างว่านวัตกรรมโดยผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบและการคัดเลือกนักแสดงในสหราชอาณาจักรเยอรมนีญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกาใช้ประโยชน์จากการพิมพ์ 3 มิติและทรายอุตสาหกรรม

การทำแม่พิมพ์ที่จำเป็นสำหรับการหล่อแรงดันสูงของส่วนประกอบขนาดใหญ่อาจมีราคาค่อนข้างแพงและมาพร้อมกับความเสี่ยงอย่างมาก เมื่อมีการทดสอบแม่พิมพ์โลหะขนาดใหญ่แล้วการปรับแต่งการตัดเฉือนในระหว่างกระบวนการออกแบบอาจมีค่าใช้จ่าย $ 100,000 ต่อการเดินทางหรือการทำแม่พิมพ์ใหม่โดยสิ้นเชิงอาจมาถึง $ 1.5 ล้านตามผู้เชี่ยวชาญด้านการคัดเลือกนักแสดงคนหนึ่ง อีกคนหนึ่งกล่าวว่ากระบวนการออกแบบทั้งหมดสำหรับแม่พิมพ์โลหะขนาดใหญ่มักจะมีราคาประมาณ 4 ล้านเหรียญ

ผู้ผลิตรถยนต์หลายรายถือว่าค่าใช้จ่ายและความเสี่ยงที่สูงเกินไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากการออกแบบอาจต้องใช้ครึ่งโหลหรือมากกว่าการปรับแต่งเพื่อให้ได้ตายที่สมบูรณ์แบบจากมุมมองของเสียงและการสั่นสะเทือนพอดีและเสร็จสิ้นการยศาสตร์และความผิดพลาด แต่ความเสี่ยงเป็นสิ่งที่ไม่ค่อยรบกวน Elon Musk ซึ่งเป็นคนแรกที่ทำให้จรวดบินย้อนกลับ

ทรายอุตสาหกรรมและการพิมพ์ 3 มิติ

มีรายงานว่าเทสลาหันไปหา บริษัท ที่ทำแม่พิมพ์ทดสอบจากทรายอุตสาหกรรมด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ด้วยการใช้ไฟล์การออกแบบดิจิตอลเครื่องพิมพ์ที่รู้จักกันในชื่อเครื่องบินเจ็ตสารยึดเกาะจะฝากตัวแทนที่มีผลผูกพันของเหลวลงบนชั้นบาง ๆ ของทรายและค่อยๆสร้างแม่พิมพ์ชั้นโดยชั้นที่สามารถตายโลหะผสมหลอมเหลว จากแหล่งข้อมูลหนึ่งต้นทุนของกระบวนการตรวจสอบความถูกต้องของการออกแบบด้วยค่าใช้จ่ายในการหล่อทรายประมาณ 3% ของการทำสิ่งเดียวกันกับต้นแบบโลหะ

นั่นหมายความว่าเทสลาสามารถปรับแต่งต้นแบบได้หลายครั้งเท่าที่จำเป็นอีกครั้งพิมพ์ใหม่ในเวลาไม่กี่ชั่วโมงโดยใช้เครื่องจักรจาก บริษัท ต่าง ๆ เช่นเดสก์ท็อปโลหะและหน่วย exone วัฏจักรการตรวจสอบการออกแบบโดยใช้การหล่อแบบทรายใช้เวลาเพียงสองถึงสามเดือนแหล่งข้อมูลสองแห่งกล่าวเมื่อเทียบกับที่ใดก็ได้ตั้งแต่หกเดือนถึงหนึ่งปีสำหรับแม่พิมพ์ที่ทำจากโลหะ

แม้จะมีความยืดหยุ่นมากขึ้น แต่ก็ยังมีอุปสรรคสำคัญอีกประการหนึ่งที่จะเอาชนะก่อนที่การหล่อขนาดใหญ่จะประสบความสำเร็จ โลหะผสมอลูมิเนียมที่ใช้ในการผลิตการหล่อมีพฤติกรรมแตกต่างกันในแม่พิมพ์ที่ทำจากทรายมากกว่าที่พวกเขาทำในแม่พิมพ์ที่ทำจากโลหะ ต้นแบบต้นมักจะล้มเหลวในการตอบสนองข้อกำหนดของเทสลา

ผู้เชี่ยวชาญด้านการคัดเลือกนักแสดงเอาชนะว่าโดยการกำหนดโลหะผสมพิเศษปรับกระบวนการทำความเย็นโลหะผสมที่หลอมเหลวและมาพร้อมกับการรักษาความร้อนหลังการผลิตแหล่งข้อมูลสามแหล่งกล่าว เมื่อเทสลาพอใจกับแม่พิมพ์ทรายต้นแบบจากนั้นก็สามารถลงทุนในแม่พิมพ์โลหะสุดท้ายสำหรับการผลิตจำนวนมาก

แหล่งข่าวกล่าวว่ารถ/หุ่นยนต์ขนาดเล็กที่กำลังจะมาถึงของเทสลาได้ให้โอกาสที่สมบูรณ์แบบในการใช้แพลตฟอร์ม EV ในชิ้นเดียวส่วนใหญ่เป็นเพราะมันเป็นเรื่องง่ายกว่า รถยนต์ขนาดเล็กไม่มี“ ยื่นออกมา” ขนาดใหญ่ที่ด้านหน้าและด้านหลัง “ มันเหมือนเรือในทางที่ถาดแบตเตอรี่ที่มีปีกเล็ก ๆ ติดอยู่กับปลายทั้งสอง นั่นจะสมเหตุสมผลที่จะทำในชิ้นเดียว” คนคนหนึ่งกล่าว

แหล่งข่าวอ้างว่าเทสลายังคงต้องตัดสินใจว่าจะใช้กดแบบไหนถ้ามันตัดสินใจที่จะโยนสิ่งที่อยู่ใต้ดินในชิ้นเดียว ในการผลิตชิ้นส่วนของร่างกายขนาดใหญ่อย่างรวดเร็วจะต้องใช้เครื่องหล่อขนาดใหญ่ที่มีกำลังจับกำลัง 16,000 ตันขึ้นไป เครื่องจักรดังกล่าวจะมีราคาแพงและอาจต้องใช้อาคารโรงงานขนาดใหญ่

การกดที่มีกำลังการยึดสูงไม่สามารถรองรับแกนทรายที่พิมพ์ 3 มิติที่จำเป็นในการทำเฟรมย่อยกลวง เพื่อแก้ปัญหานั้นเทสลาใช้การกดชนิดต่าง ๆ ซึ่งสามารถฉีดอัลลอยที่หลอมเหลวได้อย่างช้าๆ - วิธีที่มีแนวโน้มที่จะสร้างการหล่อที่มีคุณภาพสูงขึ้นและสามารถรองรับแกนทรายได้

ปัญหาคือ: กระบวนการนั้นใช้เวลานานขึ้น “ เทสลายังคงสามารถเลือกแรงดันสูงสำหรับการผลิตหรือพวกเขาสามารถเลือกการฉีดอัลลอยด์ช้าเพื่อคุณภาพและความเก่งกาจ” หนึ่งในผู้คนกล่าว “ มันยังคงเป็นการโยนเหรียญในตอนนี้”

Takeaway

ไม่ว่าการตัดสินใจของเทสลาจะทำอะไรมันก็จะมีความหมายที่จะระลอกคลื่นไปทั่วอุตสาหกรรมรถยนต์ทั่วโลก เทสลาแม้จะมีการลดราคาอย่างมีนัยสำคัญ แต่ก็ยังคงทำกำไรได้ด้วยกำไร - สิ่งที่ผู้ผลิตรถยนต์รุ่นเก่ากำลังหายากมาก

หากเทสลาสามารถตัดค่าใช้จ่ายในการผลิตอย่างมีนัยสำคัญโดยใช้การหล่อแรงดันสูง บริษัท เหล่านั้นจะอยู่ภายใต้แรงกดดันที่สูงขึ้นในเชิงเศรษฐกิจ ไม่ยากที่จะจินตนาการว่าเกิดอะไรขึ้นกับ Kodak และ Nokia เกิดขึ้นกับพวกเขา ที่ซึ่งจะทำให้เศรษฐกิจโลกและคนงานทุกคนที่ทำรถยนต์ทั่วไปในปัจจุบันคือใครก็ตามที่คาดเดาได้

แหล่งที่มา:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfective-one-piece-casting-technology/

ผู้แต่ง: Steve Hanley

แก้ไขโดย May Jiang จาก Mat Aluminium