قد تكون تسلا تقع تقنية صب قطعة واحدة

يبدو أن رويترز لديها مصادر ممتازة في عمق تسلا. في تقرير مؤرخ في 14 سبتمبر 2023 ، تقول إن ما لا يقل عن 5 أشخاص أخبروا أن الشركة تقترب من هدفها المتمثل في إلقاء جسم سياراتها في قطعة واحدة. يموت الصب هو في الأساس عملية بسيطة إلى حد ما. قم بإنشاء قالب ، واملأه بالمعادن المنصهرة ، واتركه يبرد ، وإزالة القالب ، وفويلا! سيارة فورية. إنه يعمل بشكل جيد إذا كنت تقوم بعمل Tinkertoys أو سيارات Matchbox ، ولكن من الصعب للغاية إذا حاولت استخدامها لصنع المركبات بالحجم الكامل.

تم بناء عربات Conestoga على رأس الإطارات المصنوعة من الأخشاب. تستخدم السيارات المبكرة أيضًا إطارات خشبية. عندما أنشأ هنري فورد خط التجميع الأول ، كانت القاعدة هي بناء المركبات على إطار سلم - قضبان حديدية مرتبطة مع قطع متقاطعة. كانت أول سيارة إنتاج Unibody هي Citroen Traction Avant في عام 1934 ، تليها تدفق الهواء كرايسلر في العام التالي.

سيارات Unibody ليس لها إطار تحتها. بدلاً من ذلك ، يتم تشكيل الجسم المعدني وتشكيله بطريقة يمكن أن يدعم وزن القيادة وحماية الركاب في حالة حدوث حادث. ابتداءً من الخمسينيات من القرن الماضي ، تحركت شركات صناعة السيارات ، التي حفزت من خلال التصنيع التي كانت رائدة من قبل الشركات اليابانية مثل هوندا وتويوتا ، إلى صنع سيارات أحادية الأجسام ذات الدفع الأمامي.

تم تثبيت مجموعة نقل الحركة بالكامل ، كاملة مع المحرك ، ناقل الحركة ، الأعمدة الإقليمية ، الدعامات ، والفرامل ، على منصة منفصلة تم رفعها في مكانها من الأسفل على خط التجميع ، بدلاً من إسقاط المحرك ونقلها من فوق الطريق تم القيام به للسيارات المبنية على إطار. سبب التغيير؟ أوقات التجميع أسرع مما أدى إلى انخفاض تكاليف الإنتاج للوحدة.

لفترة طويلة ، كانت تقنية UniBody مفضلة لما يسمى بالسيارات الاقتصادية في حين كانت إطارات السلم هي خيار سيارات السيدان والعربات الكبيرة. كانت هناك بعض الهجينة مختلطة - السيارات مع قضبان الإطار في المقدمة مثبتة على مقصورة ركاب غير محددة. كانت تشيفي نوفا و MGB أمثلة على هذا الاتجاه ، والتي لم تدوم طويلاً.

Tesla Pivots إلى صب الضغط العالي

بدأت Tesla ، التي اعتدت على تعطيل كيفية صنع السيارات ، تجربة المسبوكات ذات الضغط العالي قبل عدة سنوات. أولا ركز على صنع البنية الخلفية. عندما تحصل على هذا الصحيح ، تحول إلى صنع الهيكل الأمامي. الآن ، وفقًا للمصادر ، تركز Tesla على الضغط على الأقسام الأمامية والوسطية والخلفية في عملية واحدة.

لماذا؟ نظرًا لأن تقنيات التصنيع التقليدية تستخدم ما يصل إلى 400 ختم فردي يجب أن يتم لحامه أو انسحابه أو تثبيته أو لصقه معًا لصنع بنية أحادية الجسم. إذا تمكنت Tesla من الحصول على هذا بشكل صحيح ، فيمكن تخفيض تكلفة التصنيع بنسبة تصل إلى 50 في المائة. وهذا بدوره سيضع ضغطًا هائلاً على كل مصنع آخر للرد أو العثور على أنفسهم غير قادرين على المنافسة.

وغني عن القول إن هؤلاء المصنعين يشعرون بالضرب من جميع الأطراف لأن العمال النقابيين الصعوديين يدققون على البوابات ويطالبون بشريحة أكبر من أي أرباح لا يزال يتم كسبها.

يعرف تيري وويشوفسك ، الذي عمل في جنرال موتورز لمدة 3 عقود ، شيئًا أو اثنين عن تصنيع السيارات. وهو الآن رئيس شركة الهندسة الأمريكية Caresoft Global. يخبر رويترز أنه إذا تمكنت Tesla من Gigacast معظم الجسم السفلي لـ EV ، فإنه سيؤدي إلى تعطيل طريقة تصميم السيارات وتصنيعها. إنه عامل تمكين على المنشطات. لها تأثير كبير على هذه الصناعة ، لكنها مهمة صعبة للغاية. من الصعب للغاية القيام بالمسبوكات ، وخاصة أكبر وأكثر تعقيدًا. "

قال اثنان من المصادر إن تقنيات التصميم والتصنيع الجديدة في تسلا تعني أن الشركة يمكنها تطوير سيارة من الألف إلى الياء في غضون 18 إلى 24 شهرًا ، في حين أن معظم المنافسين يمكن أن يأخذوا حاليًا من ثلاث إلى أربع سنوات. يمكن استخدام إطار كبير واحد - يجمع بين المقاطع الأمامية والخلفية مع الجسم الأوسط حيث توجد البطارية - لتصنيع سيارة كهربائية جديدة أصغر تُباع بحوالي 25000 دولار. وقالت ثلاثة من المصادر إنه من المتوقع أن تقرر تسلا ما إذا كان سيتم الموت يلقي منصة من قطعة واحدة بمجرد هذا الشهر.

تحديات كبيرة في المستقبل

أحد أكبر التحديات التي يواجهها تسلا في استخدام المسبوكات عالية الضغط هي تصميم الأطر الفرعية المجوفة ولكن لديها الأضلاع الداخلية اللازمة لجعلها قادرة على تبديد القوى التي تحدث أثناء الحوادث. تدعي المصادر أن الابتكارات من خلال التصميم والمتخصصين في بريطانيا وألمانيا واليابان والولايات المتحدة تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد والرمال الصناعية.

يمكن أن يكون جعل القوالب اللازمة لالتقاط الضغط العالي للمكونات الكبيرة مكلفة للغاية ويأتي مع مخاطر كبيرة. بمجرد إجراء قالب للاختبار المعدني الكبير ، قد يكلف تعديلات التصنيع أثناء عملية التصميم 100000 دولار للذهاب ، أو قد يصل عودة القالب تمامًا إلى 1.5 مليون دولار ، وفقًا لأخصائي صب واحد. وقال آخر إن عملية التصميم بأكملها للقالب المعدني الكبير عادة ما تكلف حوالي 4 ملايين دولار.

لقد اعتبر العديد من شركات صناعة السيارات التكلفة والمخاطر المرتفعة للغاية ، خاصة وأن التصميم قد يحتاج إلى نصف دزينة أو أكثر من التعديلات لتحقيق موت مثالي من منظور الضوضاء والاهتزاز ، والملاءمة والتشطيب ، وبيئة العمل وجدارة التصادم. لكن المخاطر هي شيء نادراً ما يزعج إيلون موسك ، الذي كان أول من جعل الصواريخ تطير للخلف.

الرمال الصناعية والطباعة ثلاثية الأبعاد

وبحسب ما ورد تحولت تسلا إلى الشركات التي تجعل قوالب الاختبار من الرمال الصناعية مع الطابعات ثلاثية الأبعاد. باستخدام ملف تصميم رقمي ، تقوم الطابعات المعروفة باسم Jets Binder بإيداع عامل ربط سائل على طبقة رقيقة من الرمال وبناء قالب ، طبقة تلو الأخرى ، يمكن أن تموت سبائك المصبوب. وفقًا لأحد المصادر ، تكلف تكلفة عملية التحقق من صحة التصميم مع صب الرمال حوالي 3 ٪ من القيام بنفس الشيء مع النموذج الأولي المعدني.

هذا يعني أن Tesla يمكنه تعديل النماذج الأولية عدة مرات حسب الحاجة ، وإعادة طباعة واحدة جديدة في غضون ساعات باستخدام آلات من شركات مثل Desktop Metal ووحدة Exone. قال اثنان من المصادر ، إن دورة التحقق من صحة التصميم باستخدام صب الرمال لا تستغرق سوى شهرين إلى ثلاثة أشهر ، مقارنةً مع أي مكان من ستة أشهر إلى عام لعفن مصنوع من المعدن.

ومع ذلك ، على الرغم من ذلك ، لا يزال هناك عقبة كبيرة أخرى للتغلب عليها قبل أن يتم إجراء تصبفة واسعة النطاق بنجاح. تتصرف سبائك الألومنيوم المستخدمة لإنتاج المسبوكات بشكل مختلف في قوالب مصنوعة من الرمال أكثر من القوالب المصنوعة من المعدن. غالبًا ما فشلت النماذج الأولية في مواصفات تسلا.

وقال ثلاثة من المصادر إن المتخصصين في الصب قد تغلبوا على أنه من خلال صياغة سبائك خاصة ، وضبط عملية تبريد سبيكة المنصهرة ، والتوصل إلى معالجة حرارية بعد الإنتاج. بمجرد رضا Tesla عن قالب الرمال النموذجية ، يمكنه بعد ذلك الاستثمار في قالب معدني نهائي للإنتاج الضخم.

وقالت المصادر إن سيارات/روبوتاكسي الصغيرة القادمة في تسلا ، منحها فرصة مثالية لإلقاء منصة EV في قطعة واحدة ، وذلك أساسًا لأن جسمه أسهل. السيارات الصغيرة لا تحتوي على "متداخلة" كبيرة في المقدمة والظهر. "إنه مثل القارب بطريقة ما ، صينية بطارية ذات أجنحة صغيرة متصلة بكلا الطرفين. هذا من المنطقي القيام به في قطعة واحدة.

ادعت المصادر أن تسلا لا يزال يتعين على نوع الصحافة التي يجب استخدامها إذا قررت إلقاء الشخص السفلي في قطعة واحدة. سوف تتطلب تصنيع أجزاء الجسم الكبيرة بسرعة آلات صب أكبر مع طاقة التثبيت 16000 طن أو أكثر. ستكون هذه الآلات باهظة الثمن وقد تتطلب مباني مصنع أكبر.

لا يمكن أن تستوعب المطابع ذات الطاقة العالية من التثبيت النوى الرملية المطبوعة ثلاثية الأبعاد اللازمة لصنع إطار فرعي مجوف. لحل هذه المشكلة ، تستخدم Tesla نوعًا مختلفًا من الصحافة التي يمكن حقنها سبيكة المنصهرة ببطء - وهي طريقة تميل إلى إنتاج علامات عالية الجودة ويمكن أن تستوعب النوى الرملية.

المشكلة هي: هذه العملية تستغرق وقتًا أطول. وقال أحد الناس: "لا يزال بإمكان تسلا اختيار الضغط العالي للإنتاجية ، أو يمكنهم اختيار حقن سبيكة بطيئة للجودة والتنوع". "لا تزال عملة معدنية في هذه المرحلة."

الوجبات الجاهزة

أيا كان القرار الذي اتخذه تسلا ، سيكون لها آثار تتموج في جميع أنحاء صناعة السيارات في جميع أنحاء العالم. تسلا ، على الرغم من التخفيضات الكبيرة في الأسعار ، لا تزال تحقق سيارات كهربائية بربح - شيء يجد شركات صناعة السيارات القديمة صعبة للغاية.

إذا تمكنت Tesla من تقليم تكاليف التصنيع بشكل كبير باستخدام المسبوكات ذات الضغط العالي ، فستكون هذه الشركات تحت ضغط أكبر اقتصاديًا. ليس من الصعب تخيل ما حدث لكوداك ونوكيا يحدث لهم. حيث سيترك ذلك الاقتصاد العالمي وجميع العمال الذين يصنعون السيارات التقليدية حاليًا هو تخمين أي شخص.

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

المؤلف: ستيف هانلي

حرره ماي جيانغ من Mat Aluminium