Reuters tampaknya memiliki sumber yang bagus jauh di dalam Tesla. Dalam laporan tertanggal 14 September 2023, disebutkan tidak kurang dari 5 orang telah mengatakan bahwa perusahaan semakin dekat dengan tujuannya untuk membuat bagian bawah bodi mobil menjadi utuh. Die casting pada dasarnya adalah proses yang cukup sederhana. Buat cetakan, isi dengan logam cair, biarkan dingin, keluarkan cetakan, dan voila! Mobil instan. Ini bekerja dengan baik jika Anda membuat mobil Tinkertoys atau Matchbox, namun sangat sulit jika Anda mencoba menggunakannya untuk membuat kendaraan ukuran penuh.
Gerobak Conestoga dibangun di atas rangka yang terbuat dari kayu. Mobil awal juga menggunakan rangka kayu. Ketika Henry Ford menciptakan jalur perakitan pertama, normanya adalah membuat kendaraan di atas rangka tangga — dua rel besi yang diikat menjadi 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 dan dibentuk sedemikian rupa sehingga mampu menopang bobot drivetrain dan melindungi penumpangnya jika terjadi tabrakan. Mulai tahun 1950-an, para pembuat mobil, yang didorong oleh inovasi manufaktur yang dipelopori oleh perusahaan Jepang seperti Honda dan Toyota, beralih membuat mobil unibody dengan penggerak roda depan.
Seluruh powertrain, lengkap dengan mesin, transmisi, diferensial, poros penggerak, penyangga, dan rem, dipasang pada platform terpisah yang diangkat dari bawah pada jalur perakitan, bukannya menjatuhkan mesin dan transmisi dari atas ke tempatnya. dilakukan untuk mobil yang dibangun di atas rangka. Alasan perubahannya? Waktu perakitan lebih cepat sehingga menurunkan biaya per unit produksi.
Untuk waktu yang lama, teknologi unibody lebih disukai untuk mobil ekonomis sementara rangka tangga adalah pilihan untuk sedan dan wagon yang lebih besar. Ada beberapa mobil hibrida yang dicampur - mobil dengan rel rangka di depan yang dipasang ke kompartemen penumpang unibody. Chevy Nova dan MGB adalah contoh tren ini yang tidak bertahan lama.
Tesla Beralih ke Pengecoran Tekanan Tinggi
Tesla, yang memiliki kebiasaan mengganggu cara pembuatan mobil, mulai bereksperimen dengan pengecoran bertekanan tinggi beberapa tahun lalu. Pertama fokus pada pembuatan struktur belakang. Jika sudah benar, mereka beralih ke pembuatan struktur depan. Kini, menurut sumber, Tesla fokus pada pengecoran tekanan pada bagian depan, tengah, dan belakang dalam satu operasi.
Mengapa? Karena teknik manufaktur tradisional menggunakan hingga 400 stempel individual yang kemudian harus dilas, dibaut, disekrup, atau direkatkan untuk membuat struktur unibody yang lengkap. Jika Tesla dapat melakukan hal ini dengan benar, biaya produksinya dapat dipangkas hingga 50 persen. Hal ini, pada gilirannya, akan memberikan tekanan besar pada produsen lain untuk merespons atau mendapati diri mereka tidak mampu bersaing.
Tentu saja para produsen tersebut merasa terpukul dari semua sisi karena para pekerja yang tergabung dalam serikat pekerja terus menggedor-gedor dan menuntut bagian yang lebih besar dari keuntungan yang masih diperoleh.
Terry Woychowsk, yang bekerja di General Motors selama 3 dekade, mengetahui satu atau dua hal tentang manufaktur mobil. Dia sekarang adalah presiden perusahaan teknik AS Caresoft Global. Dia mengatakan kepada Reuters bahwa jika Tesla berhasil melakukan gigacast sebagian besar bagian bawah bodi kendaraan listrik, hal itu akan semakin mengganggu cara mobil dirancang dan diproduksi. “Ini adalah faktor pendukung steroid. Hal ini memiliki implikasi yang besar bagi industri, namun merupakan tugas yang sangat menantang. Casting sangat sulit dilakukan, apalagi semakin besar dan rumit.”
Dua sumber mengatakan bahwa desain dan teknik manufaktur baru Tesla berarti perusahaan tersebut 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. Sebuah rangka besar – menggabungkan bagian depan dan belakang dengan bagian tengah bodi mobil tempat baterai disimpan – dapat digunakan untuk memproduksi mobil listrik baru yang lebih kecil dan dijual dengan harga sekitar $25.000. Tesla diperkirakan akan memutuskan apakah akan menggunakan platform one-piece secepatnya pada bulan ini, kata tiga sumber.
Tantangan Signifikan ke Depan
Salah satu tantangan terbesar bagi Tesla dalam menggunakan pengecoran bertekanan tinggi adalah merancang subframe yang berongga namun memiliki rusuk internal yang diperlukan agar mampu menghilangkan 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.
Membuat cetakan yang diperlukan untuk pengecoran komponen besar bertekanan tinggi bisa jadi cukup mahal dan memiliki risiko yang cukup besar. Setelah cetakan uji logam besar dibuat, penyesuaian pemesinan selama proses desain dapat menghabiskan biaya $100.000 sekali jalan, atau pengerjaan ulang cetakan seluruhnya mungkin memerlukan biaya $1,5 juta, menurut salah satu spesialis pengecoran. Yang lain mengatakan keseluruhan proses desain untuk cetakan logam besar biasanya memakan biaya sekitar $4 juta.
Banyak pembuat mobil menganggap biaya dan risikonya terlalu tinggi, terutama karena sebuah desain mungkin memerlukan setengah lusin atau lebih penyesuaian untuk mendapatkan cetakan yang sempurna dari sudut pandang kebisingan dan getaran, kesesuaian dan penyelesaian, ergonomis, dan kelayakan tabrakan. Namun risiko jarang mengganggu Elon Musk, orang pertama yang membuat roket terbang mundur.
Pasir Industri & Pencetakan 3D
Tesla dilaporkan telah beralih ke perusahaan yang membuat cetakan uji dari pasir industri dengan printer 3D. Dengan menggunakan file desain digital, printer yang dikenal sebagai jet pengikat menyimpan bahan pengikat cair ke lapisan tipis pasir dan secara bertahap membuat cetakan, lapis demi lapis, yang dapat mencetak paduan cair. Menurut salah satu sumber, biaya proses validasi desain dengan pengecoran pasir menghabiskan biaya sekitar 3% dibandingkan melakukan hal yang sama dengan prototipe logam.
Itu berarti Tesla dapat mengubah prototipe sebanyak yang diperlukan, 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 terdapat fleksibilitas yang lebih besar, namun masih ada satu rintangan besar yang harus diatasi sebelum pengecoran skala besar dapat dilakukan dengan sukses. Paduan aluminium yang digunakan untuk menghasilkan coran berperilaku berbeda dalam cetakan yang terbuat dari pasir dibandingkan dengan cetakan yang terbuat dari logam. Prototipe awal seringkali gagal memenuhi spesifikasi Tesla.
Para spesialis pengecoran mengatasinya dengan memformulasikan paduan khusus, menyempurnakan proses pendinginan paduan cair, dan melakukan perlakuan panas pasca produksi, kata tiga sumber. Setelah Tesla puas dengan prototipe cetakan pasir, Tesla kemudian dapat berinvestasi dalam cetakan logam akhir untuk produksi massal.
Sumber tersebut mengatakan mobil kecil/robotaxi Tesla yang akan datang telah memberinya peluang sempurna untuk menghadirkan platform EV secara utuh, terutama karena bagian bawah bodi mobilnya lebih sederhana. Mobil kecil tidak memiliki “overhang” besar di bagian depan dan belakang. “Ini seperti perahu, tempat baterai dengan sayap kecil menempel di kedua ujungnya. Itu masuk akal jika dilakukan dalam keadaan utuh,” kata seseorang.
Sumber tersebut mengklaim bahwa Tesla masih harus memutuskan jenis mesin press apa yang akan digunakan jika memutuskan untuk membuat bagian bawah bodi mobil menjadi utuh. Untuk memproduksi bagian bodi yang besar dengan cepat diperlukan mesin pengecoran 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 press dengan daya penjepitan tinggi tidak dapat mengakomodasi inti pasir cetak 3D yang diperlukan untuk membuat subframe berongga. Untuk mengatasi masalah tersebut, Tesla menggunakan jenis mesin press yang berbeda dimana paduan cair dapat disuntikkan secara perlahan – sebuah metode yang cenderung menghasilkan coran berkualitas lebih tinggi dan dapat menampung inti pasir.
Masalahnya adalah: proses itu memakan waktu lebih lama. “Tesla masih dapat memilih tekanan tinggi untuk produktivitas, atau mereka dapat memilih injeksi paduan lambat untuk kualitas dan keserbagunaan,” kata salah satu sumber. “Saat ini masih berupa lempar koin.”
Kesimpulannya
Apa pun keputusan yang diambil Tesla, hal itu akan berdampak pada industri otomotif di seluruh dunia. Tesla, meskipun ada pemotongan harga yang signifikan, masih menghasilkan keuntungan bagi mobil listrik – sesuatu yang sangat sulit dilakukan oleh para pembuat 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. Tak sulit membayangkan apa yang menimpa Kodak dan Nokia menimpa mereka. Apa yang akan terjadi dengan perekonomian dunia dan semua pekerja yang saat ini membuat mobil konvensional masih belum bisa ditebak.
Sumber:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-piece-casting-technology/
Pengarang: Steve Hanley
Diedit oleh May Jiang dari MAT Aluminium
Waktu posting: 05 Juni 2024
