Производител №1 на електромобили Tesla е комбинирал редица иновации, за да направи технологичен пробив, който може да промени начина на производство на електрически превозни средства и да помогне на Илон Мъск да постигне целта си да намали наполовина производствените разходи, съобщават пред Reuters източници от компанията, запознати с темата.

Tesla е пионер в използването на огромни преси с налягане от 6000 до 9000 тона за формоване на предната и задната конструкция на своя Model Y в процеса на "гигалепене", който намалява производствените разходи и изстрелва компанията далеч пред конкурентите си.

В стремежа си да увеличи преднината си, Tesla се приближава към иновация, която ще ѝ позволи да отлее почти цялата сложна долна част на електромобила в едно парче, вместо в около 400 части, какъвто е случаят в конвенционалните автомобили, казват източниците на информационната агенция.

Този начин на производство е в основата на производствената стратегия на Tesla. Главният изпълнителен директор Мъск го представи през март, като обяви, че именно той е в основата на плана му за създаване на десетки милиони по-евтини електромобили през следващото десетилетие, което ще доведе и до скок в печалбите на компанията.

Макар Tesla да заявява, че нейният модел за работа включва едновременно производство на големи възли на автомобила и последващото им сглобяване, размерът и съставът на модулните блокове все още са обект на спекулации.

Високо напрежение: Електромобилите сблъскват челно Китай и ЕС Анализатори очакват контрамерки на разследването, насочено към субсидиите за китайските производители
Тери Войчовски, президент на американската инженерингова компания Caresoft Global, коментира, че ако Tesla успее да направи гигакомпозиция на по-голямата част от ходовата част на електромобила, това може да промени генерално начина, по който се проектират и произвеждат автомобилите.

"Това е инструмент на стероиди. Би имал огромно значение за индустрията, но е много трудна задача", казва Войчовски, който е работил за американския автомобилен производител GM в продължение на повече от три десетилетия. "Отливките са много трудни за изпълнение, особено по-големите и по-сложните."

Двама от източниците на Reuters заявяват, че непоказваните досега нови техники за проектиране и производство на Tesla означават, че компанията може да разработи автомобил от нулата за 18 до 24 месеца, докато на повечето конкуренти в момента това отнема от три до четири години.

Петима души потвърждават, че в малкия електромобил на Tesla, който тя възнамерява да пусне на пазара с цена от 25 000 долара до средата на десетилетието, може да се използва една-единствена голяма рама, съчетаваща предната и задната със средната част на каросерията, където се намира батерията.

Трима от тях твърдят, че се очаква Tesla да вземе решение дали да започне да отлива платформата в едно цяло още този месец, въпреки че дори и да продължи по сегашния си начин, крайният продукт може да се промени по време на процеса на валидиране на дизайна.

3D принтиране и индустриален пясък

Пробивът, който Tesla е направила, е съсредоточен върху начина, по който се проектират и тестват гигантските калъпи за толкова голяма част за масово производство, и как отливките могат да включват кухи подрами с вътрешни ребра, за да се намали теглото и да се повиши устойчивостта при сблъсък.

Китайските производители на електромобили атакуват ЕвропаНавлизането на китайски компании се разглежда като заплаха за големите автомобилни производители
И в двата случая нововъведенията, разработени от специалисти по проектиране и леене във Великобритания, Германия, Япония и САЩ, включват 3D принтиране и индустриален пясък, казват източниците, разговарящи с информационната агенция при условие за анонимност, тъй като не са упълномощени да говорят пред медиите.

Досега производителите на автомобили избягваха да отливат по-големи конструкции поради "дилемата на гигакаста" - създаването на форми за изработване на части с квадратура 1,5 м или повече повишава ефективността, но е скъпо и е свързано с безброй рискове.

След като бъде направена голяма метална тестова форма, доработките по време на процеса на проектиране могат да струват по 100 000 долара, а цялостното преработване на формата може да излезе 1,5 милиона долара. Освен това целият процес на проектиране на голям метален калъп обикновено струва около 4 милиона долара.

Това се смята за непосилно за производителите на автомобили, особено като се има предвид, че дизайнът може да се нуждае от половин дузина или повече настройки, за да се постигне перфектна матрица от гледна точка на шум и вибрации, прилягане, ергономичност и устойчивост на сблъсък.

Но Мъск още от самото начало е смятал, че ще намери начин да отлее дъното на автомобила в един голям елемент, въпреки рисковете, казват източниците от компанията.

За да преодолее пречките, Tesla се обръща към компании, които правят тестови форми от промишлен пясък с помощта на 3D принтери. Използвайки цифров проектен файл, принтерите, известни като свързващи струи, отлагат течен свързващ агент върху тънък слой пясък и постепенно изграждат форма, слой по слой, която се отлива впоследствие от разтопени сплави.

Според един от източниците разходите за процеса на валидиране на дизайна с леене на пясък, дори при множество версии, са минимални - само 3% от разходите за същото с метален прототип. Това означава, че Tesla може да коригира прототипите толкова пъти, колкото е необходимо, като препечатва нов за няколко часа с помощта на машини от компании като Desktop Metal и нейното подразделение ExOne.

В гонитба с Tesla: BMW и Mercedes с мощна експанзия при електромобилите Двата автомобилни гиганта представиха съвсем нови концепции за електрически автомобили
Цикълът на утвърждаване на дизайна с помощта на пясъчно леене отнема само два до три месеца, казват двама от източниците, в сравнение с шест месеца до една година за прототипи с метални форми.

Специални сплави

Подрамите в долната част на автомобилите на Tesla обикновено са кухи, за да се намали теглото и да се подобри устойчивостта на сблъсък. В момента те се изработват чрез щамповане и заваряване на няколко части, като в средата остава празно пространство.

За да отлее подрама с кухини като част от едно гигалеярно производство, Tesla планира да постави твърди пясъчни ядра, отпечатани от свързващите струи в рамките на общата форма. След като частта бъде отлята, пясъкът се отстранява, за да останат кухините.

Но въпреки тази по-голяма гъвкавост, постигната както в процеса на проектиране, така и в сложността за дизайн и производство на големите рамки, все още има едно голямо препятствие за преодоляване. Алуминиевите сплави, използвани за производството на отливките, се държат по различен начин в пясъчните и металните форми и често не отговарят на критериите на Tesla за устойчивост на сблъсък и други характеристики.

Специалистите по леене преодоляват този проблем, като формулират специални сплави, прецизират процеса на охлаждане на разтопената сплав, а също така измислят начин за термична обработка след производството, твърдят източниците от компанията. След като Tesla приеме прототипната форма, тя може да инвестира в окончателна метална отливка за масово производство.

Източниците на Reuters заявяват, че предстоящият малък автомобил на Tesla ѝ е дал идеална възможност да разработи платформа за електромобил, създаден от едно голямо парче, най-вече защото подът му е по-прост за изработване.

Renault бори конкуренцията с 40% намаляване на производствените разходи Само по този начин можем да бъдем конкурентноспособни, смятат от Renault
Видът на малките автомобили, които Tesla разработва - един за лична употреба и друг за сектора на роботакситата, нямат голям "надвес" отпред и отзад, тъй като нямат голям капак или заден багажник.

Tesla обаче все още трябва да вземе решение какъв вид гигапреса да използва, ако реши да отлее дъното на автомобила в едно цяло - и този избор също има отношение към това колко сложна ще бъде рамата му.

Според източниците на информационната агенция, за да може да се отливат бързо такива големи части от каросерията, Tesla ще се нуждае от нови, по-големи гигапреси с огромна сила на затягане от 16 000 тона или повече, които ще имат висока цена и може да се нуждаят от по-големи производствени сгради.

Един от проблемите на пресите, използващи голяма сила на притискане, е, че те не могат да поберат 3D отпечатаните пясъчни ядра, необходими за направата на кухи подрами. Но Tesla може да реши тези предизвикателства, като използва друг тип преса, в която разтопената сплав може да се инжектира бавно - метод, който обикновено дава отливки с по-високо качество и може да побере пясъчните ядра. Той обаче отнема повече време.

"Tesla все още може да избере силна преса заради производителността или бавно инжектиране на сплав заради качеството и гъвкавостта", казват хората от компанията. "На този етап това все още е въпрос на анализ."