Reuters'in Tesla'nın derinliklerinde mükemmel kaynakları var gibi görünüyor. 14 Eylül 2023 tarihli bir raporda, en az 5 kişinin şirketin arabalarının alt gövdesini tek parça halinde dökme hedefine yaklaştığını söylediği belirtiliyor. Basınçlı döküm temelde oldukça basit bir işlemdir. Bir kalıp oluşturun, erimiş metalle doldurun, soğumaya bırakın, kalıbı çıkarın ve işte! Anında araba. Tinkertoys veya Matchbox arabaları yapıyorsanız işe yarar, ancak tam boyutlu araçlar yapmak için kullanmaya çalışırsanız son derece zordur.
Conestoga vagonları ahşaptan yapılmış çerçevelerin üzerine inşa edildi. İlk otomobillerde de ahşap çerçeveler kullanılıyordu. Henry Ford ilk montaj hattını yarattığında norm, araçları birbirine çapraz parçalarla bağlanmış iki demir raydan oluşan bir merdiven çerçevesi üzerinde inşa etmekti. İlk yekpare üretim otomobili 1934'te Citroen Traction Avant'tı ve bunu ertesi yıl Chrysler Airflow izledi.
Yekpare arabaların altında çerçeve yoktur. Bunun yerine metal gövde, aktarma organlarının ağırlığını destekleyebilecek ve bir çarpışma durumunda yolcuları koruyabilecek şekilde şekillendirilmiş ve oluşturulmuştur. 1950'li yıllardan başlayarak, Honda ve Toyota gibi Japon şirketlerinin öncülüğünü yaptığı üretim yeniliklerinin teşvik ettiği otomobil üreticileri, önden çekişli yekpare otomobiller üretmeye geçti.
Motor, şanzıman, diferansiyel, tahrik milleri, payandalar ve frenlerle birlikte tüm güç aktarma sistemi, motoru ve şanzımanı yukarıdan aşağıya düşürmek yerine, montaj hattında alttan kaldırılan ayrı bir platform üzerine kuruldu. bir çerçeve üzerine inşa edilmiş arabalar için yapıldı. Değişikliğin nedeni? Daha hızlı montaj süreleri, üretimin birim maliyetlerinin düşmesine yol açtı.
Uzun bir süre, ekonomik otomobiller olarak adlandırılan otomobillerde yekpare gövde teknolojisi tercih edilirken, daha büyük sedan ve vagonlarda merdiven çerçeveleri tercih ediliyordu. Önünde yekpare bir yolcu bölmesine cıvatalanmış çerçeve rayları olan arabalar gibi bazı melezler de vardı. Chevy Nova ve MGB uzun sürmeyen bu trendin örnekleriydi.
Tesla Yüksek Basınçlı Döküme Dönüyor
Otomobillerin yapım şeklini bozmayı alışkanlık haline getiren Tesla, birkaç yıl önce yüksek basınçlı döküm denemelerine başladı. İlk önce arka yapının yapımına odaklanıldı. Bunu doğru anlayınca ön yapının yapımına geçti. Şimdi kaynaklara göre Tesla, ön, orta ve arka bölümlerin tek bir operasyonda basınçlı dökümüne odaklanıyor.
Neden? Çünkü geleneksel üretim teknikleri, tam bir yekpare yapı oluşturmak için daha sonra kaynak yapılması, cıvatalanması, vidalanması veya yapıştırılması gereken 400'e kadar ayrı damgalama kullanır. Tesla bunu doğru yapabilirse üretim maliyeti yüzde 50'ye kadar düşebilir. Bu da diğer tüm üreticiler üzerinde yanıt vermeleri veya rekabet edemeyecek durumda olmaları konusunda muazzam bir baskı oluşturacaktır.
Kibirli sendikalı işçiler kapılara çarpıp hâlâ kazanılan kârdan daha büyük bir pay talep ederken bu imalatçıların her yönden hırpalanmış hissettiklerini söylemeye gerek yok.
Otuz yıldır General Motors'ta çalışan Terry Woychowsk, otomobil üretimi hakkında bir iki şey biliyor. Şu anda ABD'li mühendislik şirketi Caresoft Global'in başkanıdır. Reuters'e, Tesla'nın bir EV'nin alt gövdesinin çoğunu gigacast yapmayı başarması durumunda, bunun otomobillerin tasarlanma ve üretilme şeklini daha da bozacağını söyledi. “Bu, steroidler üzerinde bir kolaylaştırıcıdır. Bunun sektör için büyük bir anlamı var ama çok zorlu bir görev. Dökümlerin yapılması çok zordur, özellikle de daha büyük ve daha karmaşık olanların."
Kaynaklardan ikisi, Tesla'nın yeni tasarım ve üretim tekniklerinin şirketin bir arabayı sıfırdan 18 ila 24 ay içinde geliştirebileceği anlamına geldiğini, rakiplerinin çoğunun ise şu anda üç ila dört yıl sürebileceğini söyledi. Ön ve arka bölümleri pilin yerleştirildiği orta alt gövdeyle birleştiren tek bir büyük çerçeve, yaklaşık 25.000 dolara satılan yeni, daha küçük bir elektrikli otomobil üretmek için kullanılabilir. Kaynaklardan üçü, Tesla'nın bu ay gibi kısa bir sürede tek parçalı bir platformun kalıp dökümü yapılıp yapılmayacağına karar vermesinin beklendiğini söyledi.
Önümüzdeki Önemli Zorluklar
Tesla'nın yüksek basınçlı döküm kullanımındaki en büyük zorluklarından biri, içi boş olan ancak çarpışma sırasında ortaya çıkan kuvvetleri dağıtabilmelerini sağlayacak iç kirişlere sahip alt çerçeveler tasarlamaktır. Kaynaklar, Britanya, Almanya, Japonya ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki tasarım ve döküm uzmanlarının 3D baskı ve endüstriyel kumdan yararlandığı yenilikleri iddia ediyor.
Büyük bileşenlerin yüksek basınçlı dökümü için gereken kalıpların yapımı oldukça pahalı olabilir ve önemli riskleri de beraberinde getirir. Bir döküm uzmanına göre, büyük bir metal test kalıbı yapıldıktan sonra, tasarım süreci sırasında yapılan işleme ince ayarları tek seferde 100.000 dolara mal olabilir veya kalıbın tamamen yeniden yapılması 1,5 milyon dolara mal olabilir. Bir diğeri, büyük bir metal kalıbın tüm tasarım sürecinin genellikle yaklaşık 4 milyon dolara mal olacağını söyledi.
Pek çok otomobil üreticisi, özellikle gürültü ve titreşim, uyum ve kaplama, ergonomi ve çarpışma dayanıklılığı açısından mükemmel bir kalıba ulaşmak için tasarımın yarım düzine veya daha fazla ince ayara ihtiyaç duyabileceği göz önüne alındığında, maliyetin ve risklerin çok yüksek olduğunu düşünüyor. Ancak risk, roketlerin geriye doğru uçmasını sağlayan ilk kişi olan Elon Musk'u nadiren rahatsız eden bir şeydir.
Endüstriyel Kum ve 3D Baskı
Tesla'nın, 3D yazıcılarla endüstriyel kumdan test kalıpları yapan firmalara yöneldiği bildiriliyor. Bağlayıcı jetler olarak bilinen yazıcılar, dijital bir tasarım dosyası kullanarak, ince bir kum tabakası üzerine sıvı bir bağlayıcı madde bırakır ve erimiş alaşımları kalıpla dökebilecek bir kalıbı yavaş yavaş katman katman oluşturur. Bir kaynağa göre, kum dökümüyle tasarım doğrulama sürecinin maliyeti, aynı şeyi metal bir prototiple yapmanın yaklaşık %3'ü kadardır.
Bu, Tesla'nın prototiplerde gerektiği kadar ince ayar yapabileceği ve Desktop Metal ve ExOne birimi gibi şirketlerin makinelerini kullanarak birkaç saat içinde yenisini yeniden basabileceği anlamına geliyor. Kaynaklardan ikisi, kum dökümü kullanılarak yapılan tasarım doğrulama döngüsünün yalnızca iki ila üç ay sürdüğünü, metalden yapılmış bir kalıp için altı aydan bir yıla kadar sürdüğünü söyledi.
Ancak bu daha fazla esnekliğe rağmen, büyük ölçekli dökümlerin başarılı bir şekilde yapılabilmesi için aşılması gereken bir büyük engel daha vardı. Dökümleri üretmek için kullanılan alüminyum alaşımları, kumdan yapılmış kalıplarda, metalden yapılmış kalıplara göre farklı davranır. İlk prototipler çoğu zaman Tesla'nın spesifikasyonlarını karşılayamadı.
Kaynaklardan üçü, döküm uzmanlarının özel alaşımlar formüle ederek, erimiş alaşım soğutma prosesinde ince ayar yaparak ve üretim sonrası ısıl işlemi uygulayarak bu zorluğun üstesinden geldiğini söyledi. Tesla, prototip kum kalıbından memnun kaldıktan sonra seri üretim için nihai metal kalıba yatırım yapabilir.
Kaynaklar, Tesla'nın yaklaşmakta olan küçük arabası/robotaksisinin, alt gövdesinin daha basit olması nedeniyle ona bir EV platformunu tek parça halinde oluşturmak için mükemmel bir fırsat verdiğini söyledi. Küçük arabaların önünde ve arkasında büyük bir "çıkıntı" yoktur. “Bir bakıma bir tekneye benziyor, her iki ucuna da küçük kanatlar takılmış bir akü tepsisi. Bunu tek parça halinde yapmak mantıklı olur” dedi bir kişi.
Kaynaklar, Tesla'nın alt gövdeyi tek parça halinde dökmeye karar vermesi durumunda hala ne tür bir pres kullanacağına karar vermesi gerektiğini iddia etti. Büyük gövde parçalarını hızlı bir şekilde üretmek için 16.000 ton veya daha fazla kapama gücüne sahip daha büyük döküm makinelerine ihtiyaç duyulacaktır. Bu tür makineler pahalı olacak ve daha büyük fabrika binaları gerektirebilecektir.
Yüksek sıkıştırma gücüne sahip presler, içi boş alt çerçeveler yapmak için gereken 3D baskılı kum maçalarını barındıramaz. Bu sorunu çözmek için Tesla, erimiş alaşımın yavaşça enjekte edilebildiği farklı tipte bir pres kullanıyor; bu, daha yüksek kalitede döküm üretme eğiliminde olan ve kum maçalarını barındırabilen bir yöntem.
Sorun şu: bu süreç daha uzun sürüyor. Kişilerden biri, "Tesla üretkenlik için hâlâ yüksek basıncı seçebilir veya kalite ve çok yönlülük için yavaş alaşım enjeksiyonunu seçebilir" dedi. "Bu noktada hâlâ yazı tura atılıyor."
Paket Servis
Tesla'nın vereceği karar ne olursa olsun, bunun dünya çapındaki otomotiv endüstrisini etkileyecek sonuçları olacak. Tesla, önemli fiyat indirimlerine rağmen hala elektrikli otomobilleri kâr ederek üretiyor; eski otomobil üreticilerinin bunu yapmakta son derece zorlandığı bir şey.
Tesla, yüksek basınçlı döküm kullanarak üretim maliyetlerini önemli ölçüde azaltabilirse, bu şirketler ekonomik olarak daha da büyük bir baskı altında kalacak. Kodak ve Nokia'nın başına ne geldiğini hayal etmek zor değil. Bunun dünya ekonomisini ve şu anda geleneksel otomobil üreten tüm işçileri nereye götüreceği herkes tarafından tahmin ediliyor.
Kaynak:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-teknoloji/
Yazar: Steve Hanley
MAT Alüminyum'dan May Jiang tarafından düzenlendi
Gönderim zamanı: Haz-05-2024
