Reuters tampaknya memiliki sumber yang sangat baik di dalam Tesla. Dalam laporan tertanggal 14 September 2023, disebutkan tidak kurang dari 5 orang telah memberi tahu bahwa perusahaan tersebut hampir mencapai tujuannya untuk mencetak bagian bawah bodi mobilnya dalam keadaan utuh. Proses die casting pada dasarnya cukup sederhana. Buat cetakan, isi dengan logam cair, biarkan dingin, keluarkan cetakan, dan voila! Mobil instan. Proses ini efektif jika Anda membuat mobil Tinkertoys atau Matchbox, tetapi akan sangat sulit jika Anda mencoba menggunakannya untuk membuat kendaraan ukuran penuh.
Gerbong Conestoga dibangun di atas rangka kayu. Mobil-mobil awal juga menggunakan rangka kayu. Ketika Henry Ford menciptakan jalur perakitan pertama, standarnya adalah membangun kendaraan di atas rangka tangga — dua rel besi yang diikat dengan palang. 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. Bodi logamnya dibentuk sedemikian rupa sehingga dapat menopang beban sistem penggerak dan melindungi penumpang jika terjadi tabrakan. Sejak tahun 1950-an, para produsen mobil, didorong oleh inovasi manufaktur yang dipelopori oleh perusahaan Jepang seperti Honda dan Toyota, beralih ke pembuatan mobil unibody berpenggerak roda depan.
Seluruh sistem penggerak, lengkap dengan mesin, transmisi, diferensial, poros penggerak, struts, dan rem, dipasang pada platform terpisah yang diangkat dari bawah jalur perakitan, alih-alih menurunkan mesin dan transmisi dari atas seperti yang dilakukan pada mobil yang dibangun di atas rangka. Alasan perubahan ini? Waktu perakitan yang lebih cepat, yang menghasilkan biaya produksi per unit yang lebih rendah.
Untuk waktu yang lama, teknologi unibody lebih disukai untuk mobil-mobil yang disebut ekonomis, sementara rangka tangga menjadi pilihan untuk sedan dan wagon yang lebih besar. Ada juga beberapa mobil hibrida yang dicampur — mobil dengan rel rangka di depan yang dibaut ke kompartemen penumpang unibody. Chevy Nova dan MGB adalah contoh tren ini, yang tidak bertahan lama.
Tesla Beralih ke Pengecoran Tekanan Tinggi
Tesla, yang telah lama mendobrak cara pembuatan mobil, mulai bereksperimen dengan pengecoran bertekanan tinggi beberapa tahun lalu. Awalnya, Tesla berfokus pada pembuatan struktur belakang. Setelah berhasil, Tesla beralih ke pembuatan struktur depan. Kini, menurut berbagai sumber, Tesla berfokus pada pengecoran bertekanan tinggi untuk 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 membentuk struktur unibody yang utuh. Jika Tesla dapat melakukannya dengan benar, biaya manufakturnya dapat dipangkas hingga 50 persen. Hal ini, pada gilirannya, akan memberikan tekanan yang luar biasa pada setiap produsen lain untuk merespons atau tidak akan mampu bersaing.
Tak perlu dikatakan lagi bahwa para produsen tersebut merasa terpukul dari semua sisi karena para pekerja yang tergabung dalam serikat buruh menggedor-gedor gerbang dan menuntut bagian lebih besar dari keuntungan yang masih diperoleh.
Terry Woychowsk, yang bekerja di General Motors selama 3 dekade, memiliki pemahaman yang mendalam tentang manufaktur mobil. Ia kini menjabat sebagai presiden perusahaan teknik AS, Caresoft Global. Ia mengatakan kepada Reuters bahwa jika Tesla berhasil melakukan gigacast pada sebagian besar bagian bawah bodi mobil listrik, hal itu akan semakin mengubah cara mobil dirancang dan diproduksi. "Ini merupakan pendorong yang luar biasa. Ini memiliki implikasi yang sangat besar bagi industri, tetapi merupakan tugas yang sangat menantang. Pengecoran sangat sulit dilakukan, terutama untuk mobil yang lebih besar dan lebih rumit."
Dua sumber mengatakan desain dan teknik manufaktur baru Tesla memungkinkan perusahaan mengembangkan mobil dari nol dalam 18 hingga 24 bulan, sementara sebagian besar pesaing saat ini membutuhkan waktu antara tiga hingga empat tahun. Satu rangka besar — yang menggabungkan bagian depan dan belakang dengan bagian tengah bawah bodi tempat baterai berada — dapat digunakan untuk memproduksi mobil listrik baru yang lebih kecil dengan harga eceran sekitar $25.000. Tesla diperkirakan akan memutuskan apakah akan melakukan die-casting platform satu bagian secepatnya bulan ini, kata tiga sumber tersebut.
Tantangan Penting di Masa Depan
Salah satu tantangan terbesar Tesla dalam penggunaan coran bertekanan tinggi adalah merancang subrangka yang berongga tetapi memiliki rusuk internal yang diperlukan untuk meredam gaya yang terjadi saat terjadi tabrakan. Sumber tersebut mengklaim inovasi yang dilakukan oleh para spesialis desain dan coran di Inggris, Jerman, Jepang, dan Amerika Serikat memanfaatkan pencetakan 3D dan pasir industri.
Pembuatan cetakan yang dibutuhkan untuk pengecoran bertekanan tinggi pada komponen-komponen besar bisa sangat mahal dan mengandung risiko yang cukup besar. Setelah cetakan uji logam berukuran besar dibuat, modifikasi mesin selama proses desain bisa menghabiskan biaya $100.000, atau pengerjaan ulang cetakan secara keseluruhan bisa mencapai $1,5 juta, menurut seorang spesialis pengecoran. Spesialis lain mengatakan bahwa keseluruhan proses desain untuk cetakan logam berukuran besar biasanya menghabiskan biaya sekitar $4 juta.
Banyak produsen mobil menganggap biaya dan risikonya terlalu tinggi, terutama karena sebuah desain mungkin memerlukan enam modifikasi atau lebih untuk mencapai die yang sempurna dari segi kebisingan dan getaran, kesesuaian dan penyelesaian, ergonomi, dan ketahanan terhadap benturan. Namun, risiko adalah sesuatu yang jarang mengganggu Elon Musk, orang pertama yang membuat roket terbang mundur.
Pasir Industri & Percetakan 3D
Tesla dikabarkan telah beralih ke perusahaan pembuat cetakan uji dari pasir industri dengan printer 3D. Menggunakan berkas desain digital, printer yang dikenal sebagai binder jet menyemprotkan zat pengikat cair ke lapisan tipis pasir dan secara bertahap membangun cetakan, lapis demi lapis, yang dapat mencetak logam paduan cair. Menurut sebuah sumber, biaya proses validasi desain dengan pengecoran pasir sekitar 3% dibandingkan dengan melakukan hal yang sama dengan prototipe logam.
Artinya, Tesla dapat memodifikasi 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 membutuhkan waktu dua hingga tiga bulan, kata dua sumber, dibandingkan dengan enam bulan hingga satu tahun untuk cetakan berbahan logam.
Meskipun fleksibilitasnya lebih besar, masih ada satu kendala besar yang harus diatasi sebelum pengecoran skala besar dapat dilakukan dengan sukses. Paduan aluminium yang digunakan untuk menghasilkan pengecoran berperilaku berbeda dalam cetakan pasir dibandingkan dengan cetakan logam. Prototipe awal seringkali gagal memenuhi spesifikasi Tesla.
Para spesialis pengecoran mengatasi hal tersebut dengan memformulasikan paduan khusus, menyempurnakan proses pendinginan paduan cair, dan menerapkan perlakuan panas pascaproduksi, ujar tiga sumber. Setelah Tesla puas dengan prototipe cetakan pasir, mereka dapat berinvestasi dalam cetakan logam akhir untuk produksi massal.
Sumber tersebut mengatakan mobil kecil/robotaksi Tesla yang akan datang telah memberinya kesempatan sempurna untuk membangun platform EV secara utuh, terutama karena bagian bawahnya lebih sederhana. Mobil kecil tidak memiliki "overhang" yang besar di bagian depan dan belakang. "Ini seperti perahu, wadah baterai dengan sayap kecil yang terpasang di kedua ujungnya. Masuk akal jika dibangun secara utuh," kata seseorang.
Sumber-sumber tersebut mengklaim bahwa Tesla masih harus memutuskan jenis mesin cetak yang akan digunakan jika memutuskan untuk mencetak bagian bawah bodi dalam keadaan utuh. Untuk memproduksi komponen bodi besar dengan cepat, dibutuhkan mesin cetak yang lebih besar dengan daya penjepit 16.000 ton atau lebih. Mesin-mesin semacam itu akan mahal dan mungkin membutuhkan bangunan pabrik yang lebih besar.
Mesin pres dengan daya penjepit tinggi tidak dapat mengakomodasi inti pasir hasil cetak 3D yang dibutuhkan untuk membuat subframe berongga. Untuk mengatasi masalah tersebut, Tesla menggunakan jenis mesin pres yang berbeda di mana paduan cair dapat diinjeksikan secara perlahan — sebuah metode yang cenderung menghasilkan coran berkualitas lebih tinggi dan dapat mengakomodasi inti pasir.
Masalahnya: proses itu memakan waktu lebih lama. "Tesla masih bisa memilih tekanan tinggi untuk produktivitas, atau mereka bisa memilih injeksi paduan lambat untuk kualitas dan fleksibilitas," kata salah satu sumber. "Saat ini, semuanya masih seperti lemparan koin."
Kesimpulan
Apa pun keputusan yang diambil Tesla, implikasinya akan terasa di seluruh industri otomotif dunia. Tesla, meskipun mengalami penurunan harga yang signifikan, masih memproduksi mobil listrik dengan keuntungan — sesuatu yang sangat sulit dilakukan oleh produsen mobil lama.
Jika Tesla dapat memangkas biaya manufakturnya 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 dampaknya terhadap perekonomian dunia dan semua pekerja yang saat ini memproduksi mobil konvensional? Sulit ditebak.
Penulis: Steve Hanley
Diedit oleh May Jiang dari MAT Aluminum
Waktu posting: 05-Jun-2024
