Tesla-ն, հնարավոր է, կատարելագործել է միամասշտաբ ձուլման տեխնոլոգիան

Reuters-ը, կարծես, ունի գերազանց աղբյուրներ Tesla-ի ներսում։ 2023 թվականի սեպտեմբերի 14-ի զեկույցում ասվում է, որ ոչ պակաս, քան 5 մարդ հայտնել է, որ ընկերությունը մոտենում է իր նպատակին՝ իր մեքենաների ներքևի մասը մեկ կտորով ձուլելուն։ Ձուլման եղանակով ձուլումը, ըստ էության, բավականին պարզ գործընթաց է։ Ստեղծեք կաղապար, լցրեք այն հալված մետաղով, թողեք, որ սառչի, հանեք կաղապարը, և վուալյա։ Արագ պատրաստվող մեքենա։ Այն լավ է աշխատում, եթե դուք պատրաստում եք Tinkertoys կամ Matchbox մեքենաներ, բայց չափազանց դժվար է, եթե փորձեք այն օգտագործել լիարժեք չափի մեքենաներ պատրաստելու համար։

Կոնեստոգայի վագոնները կառուցվում էին փայտից պատրաստված շրջանակների վրա: Վաղ շրջանի ավտոմեքենաները նույնպես օգտագործում էին փայտե շրջանակներ: Երբ Հենրի Ֆորդը ստեղծեց առաջին հավաքման գիծը, նորմը մեքենաները կառուցելն էր սանդուղքային շրջանակի վրա՝ երկու երկաթե ռելսեր, որոնք միացված էին միմյանց լայնական մասերով: Առաջին միամարմին արտադրական մեքենան 1934 թվականին Citroen Traction Avant-ն էր, որին հաջորդ տարի հաջորդեց Chrysler Airflow-ը:

Միաթեքենայով մեքենաները իրենց տակ շրջանակ չունեն։ Դրա փոխարեն, մետաղական թափքը ձևավորված է և կառուցված այնպես, որ այն կարողանա կրել փոխանցման համակարգի ծանրությունը և պաշտպանել ուղևորներին վթարի դեպքում։ 1950-ական թվականներից սկսած՝ ավտոարտադրողները, ոգեշնչված ճապոնական Honda-ի և Toyota-ի նման ընկերությունների կողմից ներդրված արտադրական նորարարություններով, անցան առջևի քարշակով միաթեքենայով մեքենաների արտադրությանը։

Ամբողջ շարժիչային համակարգը՝ շարժիչով, փոխանցման տուփով, դիֆերենցիալով, փոխանցման լիսեռներով, հենարաններով և արգելակներով, տեղադրվել էր առանձին հարթակի վրա, որը բարձրացվում էր հավաքման գծի ներքևից, այլ ոչ թե շարժիչը և փոխանցման տուփը վերևից իջեցվում էին, ինչպես դա արվում էր շրջանակի վրա կառուցված մեքենաների դեպքում: Փոփոխության պատճառը հավաքման ավելի արագ ժամանակն էր, որը հանգեցրեց արտադրության միավորի ծախսերի իջեցմանը:

Երկար ժամանակ այսպես կոչված էկոնոմ դասի մեքենաների համար նախընտրելի էր միամարմին տեխնոլոգիան, մինչդեռ ավելի մեծ սեդանների և ունիվերսալների համար՝ սանդուղքային շրջանակները: Կային նաև որոշ հիբրիդային տարբերակներ՝ մեքենաներ, որոնց առջևի շրջանակի ռելսերը ամրացված էին միամարմին ուղևորային խցիկին: Chevy Nova-ն և MGB-ն այս միտման օրինակներ էին, որոնք երկար չտևեցին:

Tesla-ն անցնում է բարձր ճնշման ձուլման

Tesla-ն, որը սովորություն է դարձրել փոխել ավտոմեքենաների արտադրության եղանակը, մի քանի տարի առաջ սկսել է փորձարկել բարձր ճնշման ձուլվածքներ։ Սկզբում այն ​​կենտրոնացել է հետևի կառուցվածքի արտադրության վրա։ Երբ ամեն ինչ ճիշտ ստացվեց, այն անցել է առջևի կառուցվածքի արտադրությանը։ Այժմ, ըստ աղբյուրների, Tesla-ն կենտրոնանում է առջևի, կենտրոնական և հետևի հատվածների ճնշման ձուլման վրա՝ բոլորը մեկ գործողությամբ։

Ինչո՞ւ։ Որովհետև ավանդական արտադրական տեխնիկան օգտագործում է մինչև 400 առանձին դրոշմվածքներ, որոնք այնուհետև պետք է եռակցվեն, ամրացվեն պտուտակներով, պտուտակներով կամ սոսնձվեն՝ ամբողջական միամարմին կառուցվածք ստանալու համար։ Եթե Tesla-ն կարողանա սա ճիշտ անել, արտադրության արժեքը կարող է կրճատվել մինչև 50 տոկոսով։ Դա, իր հերթին, հսկայական ճնշում կգործադրի մյուս բոլոր արտադրողների վրա՝ արձագանքելու կամ մրցակցելու անկարողության մեջ հայտնվելու համար։

Անշուշտ, այդ արտադրողները իրենց բոլոր կողմերից ճնշված են զգում, քանի որ արհմիութենական բարձրաստիճան աշխատողները թակում են դարպասները և պահանջում իրենց դեռևս վաստակած շահույթի ավելի մեծ մասը։

Թերի Վոյչովսկը, ով 3 տասնամյակ աշխատել է General Motors-ում, մեկ-երկու բան գիտի ավտոմեքենաների արտադրության մասին: Նա այժմ ամերիկյան Caresoft Global ինժեներական ընկերության նախագահն է: Նա Reuters-ին ասել է, որ եթե Tesla-ն կարողանա էլեկտրական մեքենայի թափքի մեծ մասը գիգաքսի ենթարկել, դա ավելի կփոխի մեքենաների նախագծման և արտադրության եղանակը: «Սա ստերոիդների վրա ազդող գործոն է: Այն մեծ նշանակություն ունի արդյունաբերության համար, բայց դա շատ մարտահրավերային խնդիր է: Ձուլումները շատ դժվար են անել, հատկապես ավելի մեծերն ու ավելի բարդերը»:

Երկու աղբյուրներ նշել են, որ Tesla-ի նոր նախագծման և արտադրության տեխնիկան նշանակում է, որ ընկերությունը կարող է մեքենա մշակել զրոյից 18-24 ամսվա ընթացքում, մինչդեռ մրցակիցների մեծ մասը ներկայումս կարող է դա անել երեքից չորս տարի։ Մեկ մեծ շրջանակ՝ որը համատեղում է առջևի և հետևի հատվածները միջին ներքևի մասի հետ, որտեղ տեղակայված է մարտկոցը, կարող է օգտագործվել նոր, ավելի փոքր էլեկտրական մեքենա արտադրելու համար, որի մանրածախ գինը մոտ 25,000 դոլար է։ Երեք աղբյուրներ ասել են, որ Tesla-ն, ամենայն հավանականությամբ, այս ամսվանից կորոշի՝ արդյոք ձուլել մի կտոր հարթակ, թե ոչ։

Առջևում զգալի մարտահրավերներ են սպասվում

Բարձր ճնշման ձուլվածքների օգտագործման ամենամեծ մարտահրավերներից մեկը Tesla-ի համար խոռոչավոր ենթաշերտերի նախագծումն է, որոնք ունեն ներքին կողիկներ, որոնք անհրաժեշտ են վթարների ժամանակ առաջացող ուժերը ցրելու համար: Աղբյուրները պնդում են, որ Մեծ Բրիտանիայի, Գերմանիայի, Ճապոնիայի և Միացյալ Նահանգների նախագծման և ձուլման մասնագետների նորարարությունները օգտագործում են 3D տպագրություն և արդյունաբերական ավազ:

Մեծ մասերի բարձր ճնշման ձուլման համար անհրաժեշտ կաղապարների պատրաստումը կարող է բավականին թանկ լինել և ուղեկցվել զգալի ռիսկերով: Մեկ ձուլման մասնագետի խոսքով՝ մեծ մետաղական փորձնական կաղապարի պատրաստումից հետո նախագծման գործընթացում մեխանիկական շտկումները կարող են արժենալ 100,000 դոլար մեկ փորձի համար, կամ կաղապարի ամբողջական վերանորոգումը կարող է արժենալ 1.5 միլիոն դոլար: Մեկ այլ մասնագետի խոսքով՝ մեծ մետաղական կաղապարի ամբողջ նախագծման գործընթացը սովորաբար կարժենա մոտ 4 միլիոն դոլար:

Շատ ավտոարտադրողներ չափազանց բարձր են համարել ծախսը և ռիսկերը, հատկապես այն պատճառով, որ դիզայնը կարող է պահանջել կես տասնյակ կամ ավելի փոփոխություններ՝ աղմուկի և թրթռման, համապատասխանության և վերջնական տեսքի, էրգոնոմիկայի և վթարային դիմադրության տեսանկյունից կատարյալ դրոշմակնիք ստանալու համար: Սակայն ռիսկը մի բան է, որը հազվադեպ է անհանգստացնում Էլոն Մասկին, ով առաջինն էր, ով հրթիռները հետընթաց թռցրեց:

Արդյունաբերական ավազ և 3D տպագրություն

Ըստ որոշ տեղեկությունների, Tesla-ն դիմել է այնպիսի ընկերությունների, որոնք 3D տպիչների միջոցով արդյունաբերական ավազից փորձարկման կաղապարներ են պատրաստում: Օգտագործելով թվային դիզայնի ֆայլ, կապակցող սարքերի անունով հայտնի տպիչները հեղուկ կապակցող նյութ են լցնում ավազի բարակ շերտի վրա և աստիճանաբար շերտ առ շերտ կառուցում կաղապար, որը կարող է ձուլել հալված համաձուլվածքներ: Մեկ աղբյուրի համաձայն, ավազի ձուլման դեպքում դիզայնի վավերացման գործընթացի արժեքը կազմում է մետաղական նախատիպի հետ նույնը անելու մոտ 3%-ը:

Դա նշանակում է, որ Tesla-ն կարող է նախատիպերը փոփոխել այնքան անգամ, որքան անհրաժեշտ է, վերատպելով նորը մի քանի ժամվա ընթացքում՝ օգտագործելով այնպիսի ընկերությունների մեքենաներ, ինչպիսիք են Desktop Metal-ը և դրա ExOne ստորաբաժանումը: Ավազի ձուլման միջոցով դիզայնի վավերացման ցիկլը տևում է ընդամենը երկու-երեք ամիս, ասել են երկու աղբյուրներ, ի տարբերություն մետաղից պատրաստված կաղապարի, որը տևում է վեց ամսից մինչև մեկ տարի:

Այդ ավելի մեծ ճկունությանը չնայած, մեծածավալ ձուլվածքների հաջողությամբ պատրաստման համար դեռ պետք է հաղթահարվեր ևս մեկ լուրջ խոչընդոտ։ Ձուլվածքների արտադրության համար օգտագործվող ալյումինե համաձուլվածքները ավազից պատրաստված կաղապարներում տարբեր կերպ են վարվում, քան մետաղից պատրաստված կաղապարներում։ Վաղ նախատիպերը հաճախ չէին համապատասխանում Տեսլայի պահանջներին։

Աղբյուրներից երեքի խոսքով՝ ձուլման մասնագետները հաղթահարել են այդ խնդիրը՝ ստեղծելով հատուկ համաձուլվածքներ, կատարելագործելով հալված համաձուլվածքի սառեցման գործընթացը և մշակելով հետարտադրական ջերմային մշակում: Երբ Tesla-ն գոհ լինի նախատիպային ավազե կաղապարից, այն կարող է ներդրումներ կատարել զանգվածային արտադրության համար նախատեսված վերջնական մետաղական կաղապարի մեջ:

Աղբյուրները նշել են, որ Tesla-ի առաջիկա փոքր մեքենան/ռոբոտաքսին հիանալի հնարավորություն է տվել էլեկտրական հարթակը մեկ մասից ներկայացնելու համար, հիմնականում այն ​​պատճառով, որ դրա ներքևի մասն ավելի պարզ է։ Փոքր մեքենաները առջևի և հետևի մասում մեծ «ծածկոց» չունեն։ «Այն որոշ առումով նման է նավակի, մարտկոցի սկուտեղի՝ երկու ծայրերին ամրացված փոքրիկ թևերով։ Դա իմաստ կունենար անել մեկ մասից», - ասել է մեկ անձ։

Աղբյուրները պնդում են, որ Tesla-ն դեռ պետք է որոշի, թե ինչ տեսակի մամլիչ օգտագործի, եթե որոշի ներքևի մասը ձուլել մեկ կտորով: Մեծ թափքի մասերի արագ արտադրության համար անհրաժեշտ կլինեն ավելի մեծ ձուլման մեքենաներ՝ 16,000 տոննա կամ ավելի սեղմման հզորությամբ: Նման մեքենաները թանկ կլինեն և կարող են պահանջել ավելի մեծ գործարանային շենքեր:

Բարձր սեղմիչ հզորությամբ մամլիչները չեն կարող տեղավորել խոռոչ ենթաշերտեր պատրաստելու համար անհրաժեշտ 3D տպագրված ավազե միջուկները: Այդ խնդիրը լուծելու համար Tesla-ն օգտագործում է այլ տեսակի մամլիչ, որի մեջ կարելի է դանդաղ ներարկել հալված համաձուլվածք՝ մեթոդ, որը հակված է արտադրել ավելի բարձր որակի ձուլվածքներ և կարող է տեղավորել ավազե միջուկները:

Խնդիրն այն է, որ այդ գործընթացն ավելի երկար է տևում: «Tesla-ն դեռ կարող է ընտրել բարձր ճնշում՝ արտադրողականության համար, կամ կարող է ընտրել դանդաղ համաձուլվածքային ներարկում՝ որակի և բազմակողմանիության համար», - ասել է մարդկանցից մեկը: «Այս պահին դեռ մետաղադրամ նետելու հարց է»:

Տանելու ծառայությունը

Անկախ նրանից, թե ինչ որոշում կկայացնի Tesla-ն, այն հետևանքներ կունենա ամբողջ աշխարհի ավտոարդյունաբերության վրա։ Tesla-ն, չնայած զգալի գների կրճատմանը, դեռևս շահույթով է արտադրում էլեկտրական մեքենաներ, ինչը ավանդական ավտոարտադրողների համար չափազանց դժվար է։

Եթե ​​Tesla-ն կարողանա զգալիորեն կրճատել իր արտադրության ծախսերը՝ օգտագործելով բարձր ճնշման ձուլվածքներ, այդ ընկերությունները կհայտնվեն տնտեսապես ավելի մեծ ճնշման տակ։ Հեշտ է պատկերացնել, թե ինչ պատահեց Kodak-ի և Nokia-ի հետ նրանց հետ։ Թե ինչ կլինի դրանից հետո համաշխարհային տնտեսության և բոլոր այն աշխատողների հետ, ովքեր ներկայումս արտադրում են ավանդական մեքենաներ, դժվար է կռահել։

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

Հեղինակ՝ Սթիվ Հենլի

Խմբագրել է Մեյ Ջիանգը՝ MAT Aluminum-ից