Tin tức ngày 15 tháng 9: Theo truyền thông nước ngoài trích dẫn năm người quen thuộc với vấn đề này, nhà sản xuất ô tô điện Tesla của Mỹ đã đạt được bước đột phá về công nghệ khi kết hợp một loạt cải tiến và dự kiến ​​sẽ đúc khuôn gầm xe điện chỉ trong một lần. Điều này có thể thay đổi cách Tesla chế tạo xe điện và giúp CEO Elon Musk đạt được mục tiêu giảm một nửa chi phí sản xuất xe điện.

Tesla là công ty đầu tiên trong ngành sử dụng máy đúc khuôn khổng lồ với áp suất từ 6.000 đến 9.000 tấn, sử dụng quy trình "nghìn tấn" để đúc liền phần thân trước và sau của Model Y. Cách tiếp cận này giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất, khiến các đối thủ cạnh tranh phải tranh giành bắt kịp.

Để mở rộng vị trí dẫn đầu của mình, Tesla sắp triển khai một cải tiến quy trình sản xuất cho phép gầm xe điện phức tạp được đúc nguyên khối, thay vì được lắp ráp từ khoảng 400 bộ phận như ô tô truyền thống, những người quen thuộc với vấn đề này cho biết.

Các nguồn tin cho biết, công nghệ này là nội dung cốt lõi của chiến lược sản xuất "Unboxed Assembly Process" được Musk công bố vào tháng 3 năm nay. Chiến lược then chốt của ông là sản xuất hàng chục triệu xe điện giá rẻ trong 10 năm tới mà vẫn đạt được lợi nhuận.

Tesla cho biết mô hình sản xuất "quy trình sẵn có" của họ bao gồm việc sản xuất đồng thời các mô-đun lớn của ô tô trước khi lắp ráp chúng lại với nhau. Nhưng mọi người đang suy đoán về kích thước và thành phần của các mô-đun khác nhau trong ô tô.

Terry Woychowski, chủ tịch công ty kỹ thuật Caresoft Global của Mỹ, cho biết nếu Tesla có thể đúc thành công gầm xe điện chỉ trong một lần, nó chắc chắn sẽ phá hoại hơn nữa cách thiết kế và sản xuất ô tô.

Wachowski đã làm việc cho hãng sản xuất ô tô General Motors của Mỹ trong hơn 30 năm. Ông nói: “Đó là một chất kích thích và có tác động rất lớn đến ngành công nghiệp ô tô, nhưng đó là một nhiệm vụ rất thách thức”. "Việc đúc rất khó thực hiện, đặc biệt là những vật đúc lớn hơn và phức tạp hơn."

Công nghệ sản xuất và thiết kế mới, chưa được báo cáo trước đây của Tesla có nghĩa là công ty có thể phát triển một chiếc ô tô từ đầu trong 18 đến 24 tháng, hai nguồn tin cho biết, trong khi hầu hết các đối thủ hiện nay có thể mất từ ​​​​ba đến bốn năm.

Nếu mọi việc suôn sẻ, chiếc ô tô điện nhỏ của Tesla có thể sử dụng một khung lớn duy nhất kết hợp thân trước, thân sau và khung gầm, 5 người quen thuộc với vấn đề này cho biết. Ba nguồn tin cho biết công ty đặt mục tiêu tung ra một chiếc ô tô điện có giá 25.000 USD vào khoảng năm 2025.

Tesla dự kiến ​​​​sẽ quyết định ngay từ tháng này về việc có nên đúc toàn bộ gầm xe hay không. Ngay cả khi công ty tiếp tục cải tiến quy trình sản xuất này, sản phẩm cuối cùng có thể thay đổi trong quá trình xác minh thiết kế.

Cả Tesla và Musk đều không phản hồi.

In 3D và Cát công nghiệp

TA GPH79Đột phá công nghệ của Tesla tập trung vào cách thiết kế và thử nghiệm các khuôn mẫu khổng lồ để sản xuất hàng loạt quy mô lớn các bộ phận và cách đúc khuôn rỗng với các thanh gia cố bên trong để giảm trọng lượng xe đồng thời cải thiện khả năng chịu va chạm.

Cả hai cải tiến đều được phát triển với sự hợp tác giữa các chuyên gia thiết kế và đúc ở Anh, Đức, Nhật Bản và Hoa Kỳ, sử dụng công nghệ in 3D và cát công nghiệp, 5 người quen thuộc với vấn đề này cho biết.

Cho đến nay, các nhà sản xuất ô tô đã tránh xa việc đúc các cấu trúc thân xe lớn hơn do "tình thế khó xử khi đúc khổng lồ". Mặc dù việc sử dụng khuôn có thể tạo ra các bộ phận có diện tích từ 1,5 mét vuông trở lên thực sự có thể cải thiện hiệu quả sản xuất nhưng nó rất tốn kém và tiềm ẩn vô số rủi ro.

Theo một chuyên gia đúc, một khi một khuôn thử nghiệm kim loại lớn được chế tạo, có thể tốn 100.000 USD để điều chỉnh thao tác gia công trong quá trình thiết kế và có thể tốn 1,5 triệu USD để làm lại khuôn. Một chuyên gia khác cho biết, toàn bộ quá trình thiết kế một khuôn kim loại lớn thường tiêu tốn khoảng 4 triệu USD.

Các nguồn tin cho biết nhà sản xuất ô tô coi điều này là không thể chấp nhận được. Đặc biệt từ nhiều khía cạnh về tiếng ồn và độ rung, lắp ráp và đánh bóng, công thái học và khả năng chống va đập, thiết kế có thể yêu cầu sáu điều chỉnh trở lên để tạo ra một khuôn kim loại tương đối hoàn hảo.

Nhưng các nguồn tin cho biết, bất chấp rủi ro lớn, Musk muốn tìm cách đạt được sự đúc nguyên khối của gầm xe ngay từ đầu.

Để vượt qua những trở ngại này, Tesla đã tìm đến các công ty sử dụng máy in 3D và cát công nghiệp để tạo khuôn mẫu thử nghiệm. Máy in 3D sử dụng tệp thiết kế kỹ thuật số đầu vào để đặt chất kết dính lỏng lên một lớp cát mỏng, từng lớp một, tạo thành một khuôn để có thể đúc hợp kim nóng chảy vào đó.

Các nguồn tin tiết lộ rằng chi phí của quá trình xác minh thiết kế đối với nguyên mẫu khuôn đúc cát là thấp nhất. Ngay cả khi cần lặp lại nhiều phiên bản, chi phí của nguyên mẫu kim loại chỉ bằng 3%.

Điều này có nghĩa là Tesla có thể thực hiện nhiều điều chỉnh đối với nguyên mẫu nếu cần, in lại nguyên mẫu mới trong vài giờ bằng cách sử dụng máy móc của các công ty như Desktop Metal và công ty con ExOne.

Hai nguồn tin cho biết chu trình xác minh thiết kế sử dụng nguyên mẫu khuôn đúc cát chỉ mất từ ​​​​hai đến ba tháng, trong khi nguyên mẫu khuôn kim loại mất từ ​​​​sáu tháng đến một năm.

Hợp kim chuyên dụng

Khung phụ của sàn thân xe thường rỗng để giảm trọng lượng và cải thiện khả năng chống va đập. Thực tế phổ biến hiện nay của các nhà sản xuất ô tô là dập và hàn nhiều bộ phận, để lại những khoảng trống ở giữa.

Để đúc khung phụ rỗng, Tesla dự định đặt các lõi cát rắn in 3D khắp khuôn đúc. Sau khi bộ phận được đúc, lõi cát sẽ được loại bỏ.

Nhưng ngay cả khi Tesla đạt được tính linh hoạt cao hơn khi đối mặt với các quy trình thiết kế và khuôn khổ quy mô lớn phức tạp, vẫn còn một trở ngại lớn cần được giải quyết.

Các hợp kim nhôm được sử dụng để sản xuất vật đúc hoạt động khác nhau trong khuôn cát và khuôn kim loại, thường không đáp ứng được khả năng chống va chạm của Tesla và các tiêu chuẩn khác.

Các chuyên gia đúc đã khắc phục vấn đề bằng cách chế tạo các hợp kim đặc biệt, tinh chỉnh quy trình làm mát hợp kim nóng chảy và xử lý nhiệt sau sản xuất, ba nguồn tin cho biết. Sau khi Tesla hài lòng với nguyên mẫu khuôn, họ có thể đầu tư vào việc tạo ra khuôn kim loại cuối cùng để sản xuất hàng loạt.

Các nguồn tin cho biết chiếc ô tô điện cỡ nhỏ sắp ra mắt của Tesla là cơ hội tuyệt vời để hãng xây dựng một nền tảng sản xuất xe điện hoàn chỉnh, chủ yếu là do gầm xe đơn giản hơn.

Chiếc ô tô điện cỡ nhỏ Tesla đang phát triển có mui xe nhỏ và cốp nhỏ nên phần nhô ra phía trước và phía sau rất ngắn.

"Theo một cách nào đó, nó giống như một con tàu, một khay pin có đôi cánh nhỏ ở mỗi đầu. Việc biến nó thành một mảnh là điều hợp lý", một người quen thuộc với vấn đề này cho biết.

Tuy nhiên, nếu Tesla quyết định đúc khuôn gầm thành một mảnh, họ vẫn cần phải quyết định sử dụng máy đúc khuôn khổng lồ nào, nguồn tin cho biết. Sự lựa chọn sẽ quyết định độ phức tạp của khung thân.

Các nguồn thông tin cho biết, để nhanh chóng đục lỗ các bộ phận thân xe lớn như vậy, Tesla sẽ cần một máy đúc khuôn lớn hơn với áp suất từ ​​16.000 tấn trở lên. Thiết bị này đắt hơn và đòi hỏi diện tích nhà máy lớn hơn.

Ba trong số năm nguồn tin cho biết một vấn đề do áp suất gia tăng lên các máy đúc khuôn gây ra là chúng không thể chứa được lõi cát in 3D cần thiết để tạo ra khung phụ rỗng.

Tesla có thể giải quyết những vấn đề này bằng cách sử dụng một loại máy đúc khuôn khác, những người quen thuộc với vấn đề này cho biết. Máy đúc khuôn này phun từ từ hợp kim nóng chảy, một phương pháp tạo ra vật đúc chất lượng cao hơn và cũng tương thích với lõi cát.

Nhưng quá trình này mất nhiều thời gian hơn.

Một người cho biết: "Tesla vẫn có thể chọn máy đúc áp suất cao để tăng năng suất hoặc phun hợp kim nóng chảy tốc độ chậm để cải thiện chất lượng và tính linh hoạt." "Tại thời điểm này, đó vẫn là quyết định 50-50."