Reuters tampaknya memiliki sumber yang sangat bagus di dalam Tesla. Dalam sebuah laporan tertanggal 14 September 2023, disebutkan tidak kurang dari 5 orang telah memberi tahu bahwa perusahaan tersebut semakin dekat dengan tujuannya untuk membuat bagian bawah mobil dalam keadaan utuh. Die casting pada dasarnya adalah proses yang cukup sederhana. Buat cetakan, isi dengan logam cair, biarkan dingin, keluarkan cetakan, dan voila! Mobil instan. Cara ini berhasil jika Anda membuat mobil Tinkertoys atau Matchbox, tetapi akan sangat sulit jika Anda mencoba menggunakannya untuk membuat kendaraan berukuran penuh.
Gerbong Conestoga dibuat di atas rangka yang terbuat dari kayu. Mobil-mobil awal juga menggunakan rangka kayu. Ketika Henry Ford menciptakan jalur perakitan pertama, norma yang berlaku adalah membuat kendaraan di atas rangka tangga — dua rel besi yang diikat dengan potongan melintang. Mobil produksi unibody pertama adalah Citroen Traction Avant pada tahun 1934, diikuti oleh Chrysler Airflow pada tahun berikutnya.
Mobil unibody tidak memiliki rangka di bawahnya. Sebaliknya, bodi logam dibentuk sedemikian rupa sehingga dapat menopang berat sistem penggerak dan melindungi penumpang jika terjadi tabrakan. Dimulai pada tahun 1950-an, produsen mobil, yang terpacu oleh inovasi manufaktur yang dipelopori oleh perusahaan Jepang seperti Honda dan Toyota, beralih membuat mobil unibody dengan penggerak roda depan.
Seluruh sistem penggerak, lengkap dengan mesin, transmisi, diferensial, poros penggerak, penyangga, dan rem, dipasang pada platform terpisah yang diangkat ke tempatnya dari bawah pada jalur perakitan, alih-alih menurunkan mesin dan transmisi dari atas seperti yang dilakukan pada mobil yang dibuat di atas rangka. Alasan perubahan tersebut? Waktu perakitan yang lebih cepat yang menghasilkan biaya produksi per unit yang lebih rendah.
Selama ini, teknologi unibody lebih disukai untuk mobil-mobil yang disebut ekonomis sementara rangka tangga menjadi pilihan untuk sedan dan wagon yang lebih besar. Ada beberapa mobil hibrida yang dicampur — mobil dengan rangka rel di bagian depan yang dibaut ke kompartemen penumpang unibody. Chevy Nova dan MGB adalah contoh dari tren ini, yang tidak bertahan lama.
Tesla Beralih ke Pengecoran Bertekanan Tinggi
Tesla, yang sudah terbiasa mengubah cara pembuatan mobil, mulai bereksperimen dengan pengecoran bertekanan tinggi beberapa tahun lalu. Awalnya, perusahaan itu berfokus pada pembuatan struktur belakang. Setelah berhasil, perusahaan itu beralih ke pembuatan struktur depan. Kini, menurut sumber, Tesla berfokus pada pengecoran bertekanan pada bagian depan, tengah, dan belakang sekaligus.
Mengapa? Karena teknik manufaktur tradisional menggunakan hingga 400 stamping individual yang kemudian harus dilas, dibaut, disekrup, atau direkatkan untuk membuat struktur unibody yang lengkap. Jika Tesla dapat melakukannya dengan benar, biaya manufakturnya dapat dipangkas hingga 50 persen. Hal itu, pada gilirannya, akan memberikan tekanan luar biasa pada setiap produsen lain untuk merespons atau mendapati diri mereka tidak mampu bersaing.
Tak perlu dikatakan lagi bahwa para produsen tersebut merasa terpukul dari semua sisi saat para pekerja yang tergabung dalam serikat buruh mengetuk pintu gerbang dan menuntut bagian lebih besar dari keuntungan yang masih diperoleh.
Terry Woychowsk, yang bekerja di General Motors selama 3 dekade, tahu banyak tentang pembuatan mobil. Sekarang ia adalah presiden perusahaan teknik AS Caresoft Global. Ia memberi tahu Reuters bahwa jika Tesla berhasil melakukan gigacast pada sebagian besar bagian bawah mobil listrik, hal itu akan semakin mengubah cara mobil dirancang dan diproduksi. “Ini adalah pendorong yang luar biasa. Ini memiliki implikasi yang besar bagi industri, tetapi ini adalah tugas yang sangat menantang. Pengecoran sangat sulit dilakukan, terutama yang lebih besar dan lebih rumit.”
Dua sumber mengatakan desain dan teknik manufaktur baru Tesla berarti perusahaan dapat mengembangkan mobil dari awal dalam waktu 18 hingga 24 bulan, sementara sebagian besar pesaingnya saat ini dapat membutuhkan waktu antara tiga hingga empat tahun. Satu rangka besar — menggabungkan bagian depan dan belakang dengan bagian tengah bawah bodi tempat baterai ditempatkan — dapat digunakan untuk memproduksi mobil listrik baru yang lebih kecil yang dijual seharga sekitar $25.000. Tesla diharapkan akan memutuskan apakah akan membuat cetakan mati untuk platform satu bagian secepatnya bulan ini, kata tiga sumber.
Tantangan Penting di Masa Depan
Salah satu tantangan terbesar bagi Tesla dalam penggunaan pengecoran bertekanan tinggi adalah merancang rangka bawah yang berongga tetapi memiliki rusuk internal yang diperlukan agar mampu meredam gaya yang terjadi saat terjadi tabrakan. Sumber tersebut mengklaim inovasi oleh spesialis desain dan pengecoran di Inggris, Jerman, Jepang, dan Amerika Serikat memanfaatkan pencetakan 3D dan pasir industri.
Pembuatan cetakan yang dibutuhkan untuk pengecoran bertekanan tinggi pada komponen besar bisa sangat mahal dan disertai risiko yang cukup besar. Setelah cetakan uji logam besar dibuat, penyesuaian mesin selama proses desain bisa menelan biaya $100.000, atau pembuatan ulang cetakan secara keseluruhan bisa mencapai $1,5 juta, menurut seorang spesialis pengecoran. Yang lain mengatakan seluruh proses desain untuk cetakan logam besar biasanya akan menelan biaya sekitar $4 juta.
Banyak produsen mobil menganggap biaya dan risikonya terlalu tinggi, terutama karena desainnya mungkin memerlukan setengah lusin atau lebih penyesuaian untuk mencapai cetakan yang sempurna dari perspektif kebisingan dan getaran, kesesuaian dan penyelesaian, ergonomi dan ketahanan terhadap benturan. Namun, risiko adalah sesuatu yang jarang mengganggu Elon Musk, yang merupakan orang pertama yang membuat roket terbang mundur.
Pasir Industri & Percetakan 3D
Tesla dikabarkan telah beralih ke perusahaan yang membuat cetakan uji dari pasir industri dengan printer 3D. Dengan menggunakan berkas desain digital, printer yang dikenal sebagai binder jet menyimpan agen pengikat cair ke lapisan pasir tipis dan secara bertahap membangun cetakan, lapis demi lapis, yang dapat mencetak logam cair. Menurut salah satu sumber, biaya proses validasi desain dengan pengecoran pasir sekitar 3% dari biaya melakukan hal yang sama dengan prototipe logam.
Artinya, Tesla dapat menyempurnakan prototipe sebanyak yang dibutuhkan, mencetak ulang prototipe baru dalam hitungan jam menggunakan mesin dari perusahaan seperti Desktop Metal dan unit ExOne-nya. Siklus validasi desain menggunakan pengecoran pasir hanya memakan waktu dua hingga tiga bulan, kata dua sumber, dibandingkan dengan enam bulan hingga satu tahun untuk cetakan yang terbuat dari logam.
Meskipun fleksibilitasnya lebih besar, masih ada satu rintangan besar lagi yang harus diatasi sebelum pengecoran skala besar dapat dilakukan dengan sukses. Paduan aluminium yang digunakan untuk memproduksi pengecoran berperilaku berbeda dalam cetakan yang terbuat dari pasir dibandingkan dengan cetakan yang terbuat dari logam. Prototipe awal sering kali gagal memenuhi spesifikasi Tesla.
Para spesialis pengecoran mengatasi hal itu dengan merumuskan paduan khusus, menyempurnakan proses pendinginan paduan cair, dan menghasilkan perlakuan panas pascaproduksi, kata tiga sumber. Setelah Tesla puas dengan prototipe cetakan pasir, ia dapat berinvestasi dalam cetakan logam akhir untuk produksi massal.
Sumber tersebut mengatakan mobil kecil/robotaxi Tesla yang akan datang telah memberinya kesempatan sempurna untuk membuat platform EV secara utuh, terutama karena bagian kolongnya lebih sederhana. Mobil kecil tidak memiliki "tonjolan" besar di bagian depan dan belakang. "Ini seperti perahu, wadah baterai dengan sayap kecil yang terpasang di kedua ujungnya. Itu masuk akal untuk dilakukan secara utuh," kata seseorang.
Sumber tersebut mengklaim bahwa Tesla masih harus memutuskan jenis mesin cetak apa yang akan digunakan jika memutuskan untuk mencetak bagian bawah bodi dalam satu bagian. Untuk memproduksi komponen bodi yang besar dengan cepat, diperlukan mesin cetak yang lebih besar dengan daya penjepit 16.000 ton atau lebih. Mesin seperti itu akan mahal dan mungkin memerlukan bangunan pabrik yang lebih besar.
Mesin pres dengan daya penjepit tinggi tidak dapat menampung inti pasir hasil cetak 3D yang diperlukan untuk membuat rangka bawah berongga. Untuk mengatasi masalah tersebut, Tesla menggunakan jenis mesin pres yang berbeda, yang dapat menyuntikkan logam cair secara perlahan — metode yang cenderung menghasilkan coran berkualitas lebih tinggi dan dapat menampung inti pasir.
Masalahnya adalah: proses itu memakan waktu lebih lama. "Tesla masih bisa memilih tekanan tinggi untuk produktivitas, atau mereka bisa memilih injeksi logam paduan lambat untuk kualitas dan fleksibilitas," kata salah satu orang tersebut. "Ini masih merupakan lemparan koin pada titik ini."
Kesimpulan
Apa pun keputusan yang diambil Tesla, akan ada implikasi yang akan berdampak pada seluruh industri otomotif di seluruh dunia. Tesla, meskipun mengalami pemotongan harga yang signifikan, masih memproduksi mobil listrik dengan keuntungan — sesuatu yang sangat sulit dilakukan oleh para produsen mobil lama.
Jika Tesla dapat memangkas biaya produksi secara signifikan dengan menggunakan pengecoran bertekanan tinggi, perusahaan-perusahaan tersebut akan berada di bawah tekanan ekonomi yang lebih besar. Tidak sulit membayangkan apa yang terjadi pada Kodak dan Nokia. Bagaimana hal itu akan berdampak pada ekonomi dunia dan semua pekerja yang saat ini membuat mobil konvensional?
Penulis: Steve Hanley
Diedit oleh May Jiang dari MAT Aluminium
Waktu posting: 05-Jun-2024
