A Reuters parece ter excelentes fontes dentro da Tesla. Em um relatório datado de 14 de setembro de 2023, afirma que nada menos que 5 pessoas disseram que a empresa está se aproximando de seu objetivo de fundir a parte inferior de seus carros inteira. A fundição sob pressão é basicamente um processo bastante simples. Crie um molde, preencha com metal derretido, deixe esfriar, retire o molde e pronto! Carro instantâneo. Funciona bem se você estiver fazendo carros Tinkertoys ou Matchbox, mas é extremamente difícil se você tentar usá-lo para fazer veículos de tamanho normal.
Os vagões Conestoga foram construídos sobre estruturas de madeira. Os primeiros automóveis também usavam molduras de madeira. Quando Henry Ford criou a primeira linha de montagem, a norma era construir veículos sobre uma estrutura de escada – dois trilhos de ferro amarrados por peças transversais. O primeiro carro monobloco de produção foi o Citroen Traction Avant em 1934, seguido pelo Chrysler Airflow no ano seguinte.
Os carros monobloco não têm moldura embaixo deles. Em vez disso, o corpo metálico é moldado e formado de tal forma que pode suportar o peso do sistema de transmissão e proteger os ocupantes em caso de colisão. A partir da década de 1950, as montadoras, estimuladas por inovações de fabricação pioneiras de empresas japonesas como Honda e Toyota, passaram a fabricar carros monobloco com tração dianteira.
Todo o trem de força, completo com motor, transmissão, diferencial, eixos de transmissão, amortecedores e freios, foi instalado em uma plataforma separada que foi levantada por baixo na linha de montagem, em vez de deixar cair o motor e a transmissão por cima. foi feito para carros construídos sobre uma estrutura. O motivo da mudança? Tempos de montagem mais rápidos que levaram a custos unitários de produção mais baixos.
Durante muito tempo, a tecnologia monobloco foi preferida para os chamados carros económicos, enquanto as estruturas em escada eram a escolha para sedans e carrinhas maiores. Havia alguns híbridos misturados – carros com trilhos na frente aparafusados a um compartimento de passageiros monobloco. O Chevy Nova e o MGB foram exemplos dessa tendência, que não durou muito.
Tesla gira para fundição de alta pressão
A Tesla, que adquiriu o hábito de perturbar a forma como os automóveis são fabricados, começou a fazer experiências com peças fundidas de alta pressão há vários anos. Primeiro concentrou-se em fazer a estrutura traseira. Quando acertou, passou a fazer a estrutura frontal. Agora, de acordo com fontes, a Tesla está se concentrando na fundição sob pressão das seções dianteira, central e traseira, tudo em uma única operação.
Por que? Porque as técnicas de fabricação tradicionais usam até 400 peças estampadas individuais que precisam ser soldadas, aparafusadas, aparafusadas ou coladas para formar uma estrutura monobloco completa. Se a Tesla conseguir fazer isso direito, seu custo de fabricação poderá ser reduzido em até 50%. Isso, por sua vez, colocará uma enorme pressão sobre todos os outros fabricantes para que respondam ou se vejam incapazes de competir.
Escusado será dizer que esses fabricantes estão a sentir-se agredidos por todos os lados, à medida que os arrogantes trabalhadores sindicalizados batem às portas e exigem uma fatia maior de quaisquer lucros que ainda estejam a ser obtidos.
Terry Woychowsk, que trabalhou na General Motors durante três décadas, sabe uma ou duas coisas sobre fabricação de automóveis. Ele agora é o presidente da empresa de engenharia norte-americana Caresoft Global. Ele disse à Reuters que se Tesla conseguir gigacastar a maior parte da parte inferior de um EV, isso perturbaria ainda mais a forma como os carros são projetados e fabricados. “É um facilitador de esteróides. Tem uma enorme implicação para a indústria, mas é uma tarefa muito desafiadora. As fundições são muito difíceis de fazer, especialmente as maiores e mais complicadas.”
Duas das fontes disseram que as novas técnicas de design e fabricação da Tesla significam que a empresa poderia desenvolver um carro do zero em 18 a 24 meses, enquanto a maioria dos rivais atualmente pode levar de três a quatro anos. Uma única estrutura grande – combinando as seções dianteira e traseira com a parte inferior da carroceria central, onde a bateria está alojada – poderia ser usada para fabricar um carro elétrico novo e menor, vendido por cerca de US$ 25 mil. Esperava-se que a Tesla decidisse se lançaria uma plataforma de peça única ainda este mês, disseram três das fontes.
Desafios significativos pela frente
Um dos maiores desafios para a Tesla no uso de peças fundidas de alta pressão é projetar chassis auxiliares ocos, mas que tenham as nervuras internas necessárias para torná-los capazes de dissipar as forças que ocorrem durante as colisões. As fontes afirmam que inovações de especialistas em design e fundição na Grã-Bretanha, Alemanha, Japão e Estados Unidos fazem uso de impressão 3D e areia industrial.
Fazer os moldes necessários para a fundição em alta pressão de componentes grandes pode ser bastante caro e acarreta riscos consideráveis. Depois que um grande molde de teste de metal for feito, ajustes de usinagem durante o processo de projeto podem custar US$ 100 mil por tentativa, ou refazer o molde por completo pode custar US$ 1,5 milhão, de acordo com um especialista em fundição. Outro disse que todo o processo de design de um grande molde de metal normalmente custaria cerca de US$ 4 milhões.
Muitas montadoras consideraram o custo e os riscos muito altos, especialmente porque um projeto pode precisar de meia dúzia ou mais de ajustes para obter uma matriz perfeita do ponto de vista de ruído e vibração, ajuste e acabamento, ergonomia e resistência a colisões. Mas o risco é algo que raramente incomoda Elon Musk, que foi o primeiro a fazer foguetes voarem para trás.
Areia industrial e impressão 3D
A Tesla supostamente recorreu a empresas que fabricam moldes de teste de areia industrial com impressoras 3D. Usando um arquivo de design digital, impressoras conhecidas como jatos de ligante depositam um agente ligante líquido em uma fina camada de areia e constroem gradualmente um molde, camada por camada, que pode fundir ligas fundidas sob pressão. De acordo com uma fonte, o custo do processo de validação do projeto com fundição em areia custa cerca de 3% do que fazer a mesma coisa com um protótipo de metal.
Isso significa que a Tesla pode ajustar protótipos quantas vezes forem necessárias, reimprimindo um novo em questão de horas usando máquinas de empresas como a Desktop Metal e sua unidade ExOne. O ciclo de validação do projeto usando fundição em areia leva apenas de dois a três meses, disseram duas fontes, em comparação com algo entre seis meses a um ano para um molde feito de metal.
Apesar dessa maior flexibilidade, no entanto, ainda havia mais um grande obstáculo a superar antes que as peças fundidas em grande escala pudessem ser feitas com sucesso. As ligas de alumínio utilizadas para produzir as peças fundidas comportam-se de maneira diferente em moldes feitos de areia e em moldes feitos de metal. Os primeiros protótipos muitas vezes não atendiam às especificações de Tesla.
Os especialistas em fundição superaram isso formulando ligas especiais, ajustando o processo de resfriamento da liga fundida e criando um tratamento térmico pós-produção, disseram três das fontes. Assim que a Tesla estiver satisfeita com o protótipo do molde de areia, ela poderá investir em um molde de metal final para produção em massa.
As fontes disseram que o próximo carro pequeno/robôtáxi da Tesla deu-lhe uma oportunidade perfeita para fundir uma plataforma EV inteira, principalmente porque sua parte inferior é mais simples. Carros pequenos não têm grandes “saliências” na frente e atrás. “De certa forma, é como um barco, uma bandeja de bateria com pequenas asas presas em ambas as extremidades. Faria sentido fazer isso inteiro”, disse uma pessoa.
As fontes alegaram que Tesla ainda precisa decidir que tipo de prensa usar se decidir fundir a parte inferior da carroceria inteira. Para fabricar peças de carroceria grandes rapidamente serão necessárias máquinas de fundição maiores, com poder de fixação de 16.000 toneladas ou mais. Essas máquinas serão caras e podem exigir fábricas maiores.
Prensas com alto poder de fixação não conseguem acomodar os núcleos de areia impressos em 3D necessários para fazer subestruturas ocas. Para resolver esse problema, Tesla está usando um tipo diferente de prensa na qual a liga fundida pode ser injetada lentamente – um método que tende a produzir peças fundidas de maior qualidade e pode acomodar os núcleos de areia.
O problema é: esse processo leva mais tempo. “A Tesla ainda poderia escolher alta pressão para produtividade, ou poderia escolher injeção lenta de liga para qualidade e versatilidade”, disse uma das pessoas. “Ainda é um cara ou coroa neste momento.”
A conclusão
Qualquer que seja a decisão que a Tesla tome, ela terá implicações que se repercutirão em toda a indústria automobilística em todo o mundo. A Tesla, apesar dos cortes de preços significativos, ainda está a produzir carros eléctricos com lucro – algo que os fabricantes de automóveis tradicionais têm achado extremamente difícil de fazer.
Se a Tesla conseguir reduzir significativamente os seus custos de produção através da utilização de peças fundidas de alta pressão, essas empresas estarão sob uma pressão económica ainda maior. Não é difícil imaginar o que aconteceu com a Kodak e a Nokia acontecendo com eles. Onde isso deixaria a economia mundial e todos os trabalhadores que atualmente fabricam carros convencionais é uma incógnita.
Fonte:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Autor: Steve Hanley
Editado por May Jiang da MAT Aluminium
Horário da postagem: 05/06/2024
