El programa Giga Press es una serie de máquinas de fundición a presión de aluminio fabricadas para Tesla , inicialmente por Idra Group en Italia. Las prensas de Idra fueron las máquinas de fundición a presión de alta presión más grandes en producción en 2020, con una fuerza de cierre de 55 000 a 61 000 kilonewtons (5600 a 6200 tf). [2] [3] Cada máquina pesa entre 410 y 430 toneladas (900 000 y 950 000 lb). [2] [3]
Las máquinas Giga Press con especificaciones básicas se incluyeron en el catálogo de Idra en 2018. [4] Tesla comenzó a utilizar una Giga Press OL 6100 CS personalizada a fines de 2020 para la producción de fundición a presión integrada de piezas de chasis para el Tesla Model Y. [ 5]
Se inyectan 80 kilogramos (180 lb) de aluminio fundido en el molde de fundición de la cámara fría a una velocidad de 10 metros por segundo (36 km/h; 22 mph). [6] El tiempo del ciclo es de ~80 a 90 segundos, [2] lo que permite una tasa de producción inicial de 40 a 45 fundiciones completadas por hora, o ~1000 fundiciones por día.
La fundición a presión funciona introduciendo a presión una aleación de metal fundido en un molde reutilizable, que luego se abre para retirar la pieza terminada después de que se enfría y solidifica. El molde abierto se enfría a 185 °C (365 °F) y se limpia con robots, y se prepara aluminio fundido fresco para el siguiente ciclo que comienza 1 o 2 minutos después del primero. Cada pieza recién fundida se recorta a un tamaño aproximado, se mide, se verifica si tiene imperfecciones y se envía para el mecanizado CNC hasta el tamaño final. [7]
Los lingotes y los recortes de aluminio se funden en un horno de fusión alimentado con gas natural que funciona a 850 °C (1600 °F), hasta que se vuelven líquidos. La escoria en forma de óxido de aluminio se elimina mecánicamente de la superficie, y el resto del metal líquido se bombea a través de tuberías calentadas a un horno de calentamiento cerrado que funciona a 750–850 °C (1400–1600 °F), calentado con 400 kilovatios (0,4 MW) de potencia eléctrica. Para evitar la formación de óxidos, un tanque de gas nitrógeno cubre el aluminio fundido, que se hace circular para mantener una temperatura uniforme. Se utilizan gas argón y un desgasificador rotatorio para eliminar las impurezas, con un filtro de carburo de silicio que elimina la mayoría de las demás partículas mayores de 25 micrómetros (1 milésima parte). [7]
Al comienzo de cada ciclo de colada, los robots rocían 35 mililitros (1,2 onzas líquidas imperiales; 1,2 onzas líquidas estadounidenses) de aceite de soja en una capa fina dentro de cada mitad del molde para permitir la separación. Se cierra el molde y se crea un vacío bajo de 50 milibares (50 hPa) bombeando el aire hacia afuera. Se bombea una cantidad precisa de metal fundido desde el horno de retención a la cámara de colada a 750 °C (1400 °F) y se fuerza dentro del molde usando un émbolo de alta velocidad con 8 mililitros adicionales (0,28 onzas líquidas imperiales; 0,27 onzas líquidas estadounidenses) de lubricante. Se abre el molde y se retira la pieza fundida en bruto a 400 °C (750 °F). [ cita requerida ]
Un robot introduce la pieza fundida y la retira, colocándola en un tanque de temple para reducir la temperatura de 400 a 50 °C (750 a 120 °F). Una prensa mecánica corta los bordes aproximados y recicla el exceso de aluminio en el horno de fusión. La parte útil restante de la pieza fundida se radiografía para comprobar su estructura interna, se recorta con láser , se perfora para los ajustes y, a continuación, se mide por ordenador para comprobar la precisión. [7]
Las matrices de fundición traseras del Model Y de Tesla tienen cuatro partes visibles conocidas: [8] [9]
La pieza frontal de fundición sugiere un diseño de matriz idéntico, con una posible quinta matriz de cuña debajo (proceso) para el montaje del riel de protección frontal (del automóvil). [10]
Sandy Munro analizó una fundición del Model Y en 2021 e informó que la aleación de aluminio de fundición utilizada en las grandes piezas del chasis de Tesla es principalmente una mezcla de aluminio 89,5% - silicio 8,5%, además de varios otros oligoelementos, que entran dentro de la categorización de aleación de aluminio de la Asociación "AA 386":
El vacío dentro del molde cerrado se consigue utilizando un tanque de 4.000 litros fabricado por Fondarex en Suiza. [12]
El metal fundido se bombea a través de tuberías calentadas y se realiza una desgasificación rotatoria para reducir la porosidad . [13]
Pasos y maquinaria implicada: [ cita requerida ]
En 2019 Jerome Guillén indicó que Tesla Automation estaba trabajando en una "máquina gigante, gigante, gigante" para "fabricar coches de tamaño real de la misma manera que se fabrican los coches de juguete". [14]
Con nuestras máquinas de fundición gigantes, literalmente estamos tratando de hacer autos de tamaño real de la misma manera que se hacen los autos de juguete.
Elon Musk , (18 de enero de 2021) [15]
En abril de 2020, el director ejecutivo de Tesla, Elon Musk, dijo que Tesla había comprado las dos máquinas de fundición más grandes del mundo para fundir el chasis trasero y los rieles de protección del Tesla Model Y. [16] [17] En enero de 2021, Musk declaró que el chasis trasero del Tesla Cybertruck se produciría utilizando una máquina de fundición de más de 8000 toneladas de fuerza (80 000 kN). [18] [ verificación necesaria ]
En octubre de 2021, Tesla tenía cinco máquinas de fundición instaladas en Giga Shanghai , dos máquinas instaladas en la fábrica de Tesla en Fremont, dos máquinas instaladas en Giga Berlín y dos máquinas destinadas a Giga Texas , además de las bases en preparación para muchas máquinas Giga Press adicionales. [ cita requerida ]
Durante mayo/junio de 2022, Idra estaba ensamblando una Giga Press de 9000 toneladas de fuerza (88 000 kN). [ ¿dónde? ] [19] A diciembre de 2023 [actualizar], dos prensas de 9000 toneladas estaban disponibles en GigaTexas para fundir las partes traseras de Cybertruck , mientras que las piezas delanteras de Cybertruck se funden en una prensa de 6500 toneladas que se comparte para fundir los marcos del Model Y. El total de GigaPresses en Texas eran dos de 9000 toneladas más cuatro de las prensas más pequeñas. [20]
En junio de 2020, se emitieron los permisos para las bases que sustentarían la Giga Press en Fremont [f 1] [f 2] y Tesla presentó solicitudes de permisos para trabajos de construcción en preparación para la máquina de fundición a presión n.° 2 ( DCM2 ) en julio de 2022. [f 3] [f 4] Durante septiembre de 2020, la DCM1 comenzó a producir pruebas de funcionamiento de las piezas fundidas del Model Y y se había instalado la DCM2. [21]
El 11 de marzo de 2021, una de las prensas de Fremont sufrió un incendio provocado por aluminio fundido que encendió el fluido hidráulico. No se reportaron heridos. [22]
En julio de 2020, [actualizar]los planes para Giga Berlín incluían ocho máquinas de fundición a presión de 6100 toneladas de fuerza (60 000 kN). [23] [24] (Ubicado en 52°23′49″N 13°47′35″E / 52.397, -13.793 (Edificio de la máquina de fundición a presión Tesla: 8 cimientos para Giga Press / 6100 toneladas) .)
Los coches europeos Modelo Y tienen secciones de chasis delanteras y traseras de fundición. [25] Se planeó que las dos primeras máquinas Giga Press europeas se entregaran a Giga Berlín a principios de 2021. [12]
En octubre de 2020, tres máquinas LK Machinery Impress-Plus DCC6000 de fabricación local se estaban ensamblando para la producción del Modelo Y. [26] (Ubicado en 30°52′19″N 121°46′19″E / 30.872, -121.772 (Máquina de fundición a presión Tesla: 3 Impress-Plus DCC6000) .) En octubre de 2021, había cinco máquinas disponibles. [27]
Para la producción del automóvil Tesla Model Y en Giga Texas a partir de 2022, Tesla comenzó a implementar un frente de una sola pieza además de la fundición trasera de una sola pieza existente. [28]
Durante la noche del 18 al 19 de enero de 2021, se vertieron los cimientos de hormigón para tres máquinas Giga Press en la fábrica de Giga Texas , cerca de Austin (Texas) . [29] [30] ( 30°13′12″N 97°37′01″O / 30.22, -97.617 (Tesla Die Casting Machine: 3 foundations for Giga Press) )
El 21 de enero de 2021 empezaron a llegar al sitio los primeros componentes de Giga Press. [31] [32] [33]
El 2 de febrero de 2021 [actualizar], todos los componentes principales de la primera Giga Press en el sitio de Austin se habían colocado en su lugar con grúa. [34]
El 15 de abril de 2021, los componentes para una segunda Giga Press comenzaron a llegar a Giga Texas. [35]
LK Technology entregó una máquina Impress-Plus DCC 6000 para Glovitech de Corea del Sur, instalada en la zona industrial de Vân Trung, Việt Yên , provincia de Bắc Giang , Vietnam. [36] La máquina se utiliza para producir grandes jaulas de Faraday (recintos de radiofrecuencia) para estaciones base móviles 5G . [36] La máquina se entregó en diciembre de 2020 y produjo sus primeras piezas fundidas en marzo de 2021. [37]
En junio de 2023, Toyota anunció que adoptaría tecnología de fundición para sus vehículos eléctricos. [38]
En 2023, el proveedor japonés de autopartes Ryobi anunció planes para fabricar piezas de carrocería de vehículos eléctricos de gran tamaño y espera reducir los costos de fabricación de carrocerías en un 20 %. [39]
En noviembre de 2023, se habían realizado pedidos de dos máquinas Giga Press de 9000 toneladas de fuerza para una nueva fábrica de vehículos eléctricos Volvo en Košice , Eslovaquia. [40]
En septiembre de 2023, se informó que Tesla estaba considerando la posibilidad de fabricar en una sola pieza toda la parte inferior de su "automóvil pequeño" que se anunciará próximamente, una tarea más sencilla que fabricar en una sola pieza sus modelos existentes, de mayor tamaño. Esto requirió aprender a utilizar máquinas Giga Press más grandes, reducir los costos de diseño de moldes e incorporar bastidores auxiliares huecos. Las innovaciones clave incluyen el uso de la impresión 3D para fabricar prototipos fundidos con arena industrial. [41]
La fabricación de una pieza fundida en metal de gran tamaño puede costar 1,5 millones de dólares. Por lo general, se requieren múltiples iteraciones y ajustes, con un gran gasto. [41]
Las impresoras de inyección de aglutinante construyen moldes a partir de capas de arena estabilizadas con un aglutinante líquido a una fracción del costo de usar metal y en una fracción del tiempo. Los elementos huecos se crean después de que se realiza el molde eliminando secciones de arena agregadas durante la fundición. Las piezas fundidas en moldes de arena requieren diferentes aleaciones de aluminio y procesamiento posterior a la fundición para cumplir con los requisitos de seguridad y otros. La fundición de producción seguiría utilizando moldes de metal. [41]
La prensa necesitaría una potencia de cierre de 16.000 toneladas o más, una de las mayores que existen (pero significativamente menor que las prensas de 30.000 y 50.000 toneladas que utilizan Rusia y Estados Unidos). Esta presión podría impedir el uso de arena para hacer huecos. Un tipo diferente de prensa inyectaría la aleación fundida más lentamente, lo que permitiría obtener núcleos de arena y producir piezas fundidas de mayor calidad, aunque a un ritmo más lento. [41]
En mayo de 2024, se informó que Tesla había suspendido sus planes de fundición de una sola pieza y se mantendría con la fundición de tres piezas en su línea actual como resultado de la caída de sus ventas y ganancias. [42]
OL 5500 CS… Potencia de los motores de las bombas: kW 2x132
Fuerza de cierre: kN 55.000; Ton 5.607 … Distancia entre barras de unión: mm 2300x2300 … Diámetro de las barras de unión mm 450 … Peso máx. de la inyección (aleación de Al): kg 84 … Ciclos en seco (según DIN 24480) n/1' 1,5 … Potencia de los motores de las bombas; kW 4x90 … Peso de la máquina: Ton 410 … Dimensiones de la máquina (LxAnxAl): m 19,2x6,9 [
sic
]x5,22
Fuerza de cierre: kN 61.000; Ton 6.218 … Distancia entre barras de unión: mm 2350x2350 … Diámetro de las barras de unión mm 470 … Peso máximo de la inyección (aleación de Al): kg 104,6 … Ciclos en seco (según DIN 24480) n/1' 1,3 … Potencia de los motores de las bombas; kW 4x90 … Peso de la máquina: Ton 430 … Dimensiones de la máquina (LxAnxAl): m 19,5x5,9x5,32
Quali innovazioni propone Idra, nel settore delle pressofusioni… La Idra a costruito per prima di tutti i nostri concorrenti una presse da quattromila duecento (4200) tonnellate. Ora siamo orgogliosi di potervi dire che abbiamo a catalogo la mille-cinque, cinquecento (5.500) tonnellate e anche la seimilacinquecento (6.500) tonnellate.
la máquina de fundición a presión de aluminio más grande del mundo para fabricar estructuras completas de la parte inferior de la carrocería trasera. … Tesla es el primer cliente de la enorme OL6100 CS de IDRA (con una fuerza de bloqueo mejorada para manejar la fundición especial de Tesla), destinada a ser instalada en las plantas
de la empresa en Fremont, California
y
Shanghái, China
. La "Giga Press" de IDRA mide unos 64 pies (19,5 m) de largo y 17 pies (5,3 m) de alto. Junto con la mayor fuerza de sujeción hay un peso máximo de "disparo" de aleación de aluminio de 104,6 kg (231 lb). … con un peso de más de 410 toneladas.
capaz de producir piezas fundidas de más de 80
kg
de peso en un área proyectada máxima permitida sin precedentes. … fabricación de componentes de fundición a presión de aluminio y magnesio de alta integridad para el sector de la automoción, con especial atención a los componentes críticos estructurales y de seguridad. … Velocidad de inyección que supera los requisitos de 10
m/s
{{cite report}}: CS1 maint: URL no apta ( enlace )Fondarex … sistemas de vacío Modular Cell 6C Tanque de 4000 litros [construido] en nuestro taller en
St-Légier
– Suiza, ahora equipa las primeras 6 Giga Presses del mundo … con 6 canales de vacío totalmente independientes conectados a la matriz y configurando un canal dedicado a la manga de inyección. … la capacidad de evacuación de este sistema de vacío permite la producción de grandes fundiciones estructurales … [Idra] … dos Giga Presses en producción … y entregaremos otras dos máquinas antes de finales de 2020 en Europa. A esto le seguirán ocho máquinas adicionales en 2021 para la producción de fundiciones de bajos. … el 20 de agosto [2020] se produjo el primer lote de mega piezas fundidas gracias al nuevo sistema de inyección patentado Idra 5S.
creación de sistemas de circuito cerrado en los que las aleaciones se pueden reciclar y reutilizar para una aplicación consistente, casi infinitamente. … reducir la cantidad total de piezas necesarias para el ensamblaje del vehículo … se eliminaron más de 70 piezas del ensamblaje general. … nuevo proyecto en
un gran OEM de vehículos eléctricos con sede en California.
… 105 kg de aluminio fundido … entregados en cada inyección. … la solución requiere una bomba que pueda entregar esta cantidad de metal a la máquina de fundición a presión. Se utiliza una segunda bomba MMEI … para medir la galleta después de cada dosis … En las pruebas … 4 segundos de tiempo de entrega, … en producción, 7-8 segundos es la tasa. … tubería de lavado calentado patentada que mantiene la temperatura del metal constante durante todo el proceso. … incorporó un desgasificador rotatorio al sistema para garantizar el más alto grado de calidad del metal y evitar que entre porosidad en la pieza.
construyendo una máquina gigante utilizando
la subdivisión Grohmann de Tesla
, ... enfatizó que era una "máquina gigante, gigante, gigante" que duplica todo, es modular, es simple a nivel modular y ... es gigantesca.
La versión actual del
Model Y
tiene básicamente dos grandes piezas de fundición de aluminio a alta presión que están unidas, luego todavía hay un montón de otras piezas que están unidas. Y luego, a finales de este año, haremos la transición a que la parte inferior trasera sea una pieza de fundición de una sola pieza que también integre los rieles de protección traseros. … Se pone mejor: las piezas de fundición actuales, debido a que tienen que interactuar con tantas cosas, tenemos que mecanizarlas con CNC; CNC las interfaces ... la fundición de una sola pieza no tiene mecanizado CNC; ni siquiera tiene
datos de referencia
. … (10:36) Requiere la máquina de fundición más grande del mundo, de la que tenemos dos. Básicamente, una máquina de fundición de unas 6.000 toneladas, del tamaño de una casa pequeña, básicamente. Una viene de Italia y otra de China. Deberíamos empezar a montar la de Italia... el mes que viene... una reducción de alrededor del 30 % en el tamaño del taller de carrocería... (12:59) volver a adaptar la producción
del Model 3
en Fremont con una fundición de una sola pieza... podría ser algo que haríamos, pero probablemente en dos años o algo así...
IDRA compartió una foto de la Giga Press de 9000 toneladas... con un empleado de pie frente a ella. Si el empleado mide aproximadamente 6 pies de alto, estimamos que la máquina mide cerca de 25 pies de alto. ... actualmente se está ensamblando en sus instalaciones en
Travagliato
, Italia
El fabricante de automóviles eléctricos ha comenzado a probar la producción de los moldes traseros de una sola pieza del Model Y. … desplegando … una segunda máquina "Giga Press" en los terrenos de la fábrica de Fremont. … dos de estas máquinas en la fábrica de Fremont, y una ya está produciendo … moldes de una sola pieza para el bastidor auxiliar trasero del Model Y. …
Gigafactory Shanghai
también recibe una "Giga Press" para su producción del Model Y …
Giga Berlin
desplegará la friolera de ocho "Giga Presses" para sus operaciones.
Nro.
: A002-00 … Betriebseinheit: Gießerei (Fundición) … Máquina Nr.: A002-00-0x-04 … 8
x
Máquina de fundición a presión (
DCM
,
Druckgussmaschine
) … 6100 [toneladas·fuerza] …
Stärke t
…
N
para la nueva fábrica de automóviles de Tesla en Alemania, que planea reemplazar cientos de ellas con máquinas gigantes de fundición de aluminio para construir piezas de chasis más simples...
la nueva planta en Brandeburgo, cerca de Berlín
, se abastecería con ocho máquinas "
Gigapress
". ... Inyectar aluminio fundido en una pieza de fundición y hacer que los robots extraigan el metal moldeado le permite a Tesla combinar varios pasos de fabricación. ... redujo la parte inferior trasera a dos partes, formando la pieza de aluminio más grande que
Munro
ha visto en 30 años
Woche Evan Horetsky, bei Tesla verantwortlich für den Bau der deutschen Gigafactory… geht Tesla in Grünheide damit aber trotzdem: Auch der vordere Teil des Rahmens für das
Model Y
werde dort im Guss-Verfahren entstehen, sagte Horetsky. … erklärte aber, der Front-Rahmen des deutschen Model Y werde wie bald das Heck in Fremont aus einem Stück gegosen. … uno o dos máximos de la Giga-Pressen. Auf die Frage, warum dann in Grünheide gleich acht davon vorgesehen sind, sagte Horetsky, Tesla wolle dort eben sehr schnell sehr viele Teile gießen können.
Es una revolución en la fabricación de automóviles fabricar básicamente un automóvil con tres partes principales: una parte trasera fundida, un paquete estructural y una parte delantera fundida. Lo que estás buscando son las máquinas de fundición más grandes jamás fabricadas. Es una locura fabricar un automóvil de esta manera, nunca se ha hecho antes. Cuando estábamos tratando de resolver esto, había seis grandes fabricantes de fundición en el mundo: llamamos a seis, cinco dijeron "no", uno dijo "tal vez" ... eso suena como un "sí". ... Fue mucho esfuerzo y grandes ideas del equipo: hicimos que la máquina de fundición más grande del mundo funcionara de manera muy eficiente para crear y simplificar radicalmente la fabricación del automóvil.
Fábrica de Vietnam. La máquina de fundición a presión 6000T ... fuerza de sujeción de más de 60.000 KN. ... La empresa Glovitech de Corea del Sur. ... La fábrica de Glovitech en la zona industrial
de Van Trung
,
Việt Yên
, para producir productos de carcasa de estación base de telecomunicaciones 5G (unidad de RF). Glovitech mencionó que ha logrado con éxito la primera producción de carcasa de unidad de RF 5G ultragrande del mundo.
llegaron a la fábrica de Glovitech Vietnam... En marzo de 2021,... Se produjo con éxito la carcasa de la unidad RF 5G.
Contrato de Volvo Cars para instalar dos máquinas GigaPress de 9.000 toneladas en una nueva instalación en
Košice
Patín
de soporte de máquina de fundición a presión
. … $517,00 pagados
F20-0048-M
DCM1
Tool Anchorage
Diseño de distribución de tuberías de agua de enfriamiento de proceso y gas natural desde las tuberías principales de servicios públicos existentes hasta la nueva área de fundición en el exterior. … nuevas tuberías de desechos comerciales desde el punto de unión dentro del edificio hasta el área
DCM2
con tuberías, bombas y accesorios.
Cimientos para el n.º 2
Idra presenta la Idra OL 5500 CS... máquina de fundición a presión perfecta para piezas estructurales... pensar en grande... primera Giga Press vendida... bienvenido al futuro... bienvenido a la Giga Press
[Elon Musk] fundición de una sola pieza para la carrocería delantera y la trasera… encargamos la máquina de fundición más grande que se haya fabricado jamás, y actualmente está funcionando justo al otro lado de la carretera en nuestra planta de Fremont … nuestra propia aleación, porque queríamos una aleación de fundición de alta resistencia que no requiriera recubrimientos ni tratamiento térmico. … interfaces con lo que llamamos la "batería estructural" … relleno que es un adhesivo estructural, además de retardante de llama, pega eficazmente las celdas a la lámina superior e inferior … sándwich de panal con dos láminas base … [Drew Baglino] vale otra reducción del nivel de dólares por kilovatio∙hora del 7% a nivel del paquete de baterías