Программа Giga Press представляет собой серию машин для литья алюминия под давлением , произведенных для Tesla , изначально Idra Group в Италии. Прессы Idra были крупнейшими машинами для литья под высоким давлением , произведенными по состоянию на 2020 год, с усилием зажима от 55 000 до 61 000 кН (от 5 600 до 6 200 тс). [2] [3] Каждая машина весит 410–430 тонн (900 000–950 000 фунтов). [2] [3]
Базовые спецификации машин Giga Press были включены в каталог Idra в 2018 году. [4] Tesla начала использовать специальный пресс OL 6100 CS Giga Press в конце 2020 года для комплексного литья под давлением деталей шасси для Tesla Model Y. [5]
Части расплавленного алюминия весом 80 килограммов (180 фунтов) впрыскиваются в литейную форму с холодной камерой со скоростью 10 метров в секунду (22 мили в час; 36 км/ч). [6] Время цикла составляет ~80–90 секунд, [2] что обеспечивает начальную производительность 40–45 готовых отливок в час или ~1000 отливок в день.
Литье под давлением работает путем принудительного помещения расплавленного металлического сплава в многоразовую форму, затем открытия формы для извлечения готовой детали после ее охлаждения и затвердевания. Открытая форма охлаждается до 185 °C (365 °F) и очищается роботами, а свежий расплавленный алюминий готовится для следующего цикла, который начинается через 1‒2 минуты после первого цикла. Каждая свежая отливка обрезается до приблизительного размера, измеряется, проверяется на наличие дефектов и отправляется на обработку на станке с ЧПУ до готового размера. [7]
Слитки и обрезки алюминия плавятся в плавильной печи, работающей на природном газе, работающей при температуре 850 °C (1600 °F), до тех пор, пока они не станут жидкими. Шлак в виде оксида алюминия механически удаляется с поверхности, а остальной жидкий металл перекачивается по нагретым трубам в закрытую нагревательную печь, работающую при температуре 750–850 °C (1400–1600 °F), нагреваемую с помощью 400 киловатт (0,4 МВт) электроэнергии. Чтобы предотвратить образование оксидов, расплавленный алюминий покрывается слоем азота в резервуаре , который циркулирует для поддержания равномерной температуры. Для удаления примесей используются аргоновый газ и роторный дегазатор , а фильтр из карбида кремния удаляет большинство других частиц размером более 25 микрометров (1 тыс.). [7]
В начале каждого цикла литья роботы распыляют 35 миллилитров (1,2 имп. жидк. унц.; 1,2 амер. жидк. унц.) соевого масла тонким слоем внутри каждой половины формы, чтобы обеспечить разделение. Форма закрывается, и создается низкий вакуум в 50 миллибар (50 гПа) путем откачки воздуха. Точное количество расплавленного металла закачивается из печи выдержки в литейную камеру при температуре 750 °C (1400 °F) и нагнетается в форму с помощью высокоскоростного плунжера с дополнительными 8 миллилитрами (0,28 имп. жидк. унц.; 0,27 амер. жидк. унц.) смазки. Форма открывается, и сырая отливка извлекается при температуре 400 °C (750 °F). [ необходима цитата ]
Робот достает и вынимает отливку, помещая ее в закалочную ванну, чтобы снизить температуру с 400 до 50 °C (750 до 120 °F). Механический обрезной пресс обрезает приблизительные края, перерабатывая излишки алюминия в плавильную печь. Оставшаяся полезная часть отливки просвечивается рентгеном для проверки ее внутренней структуры, обрезается лазером , сверлится для фитингов, а затем измеряется компьютером для точности. [7]
Задние литейные формы Tesla Model Y имеют четыре известные видимые части: [8] [9]
Передняя отливка предполагает идентичную компоновку штампа с возможным пятым клиновым штампом внизу (процесс) для крепления переднего (автомобильного) защитного рельса. [10]
Сэнди Манро проанализировал отливку Model Y в 2021 году и сообщил, что литейный алюминиевый сплав, используемый в крупных деталях шасси Tesla, в основном представляет собой смесь алюминия (89,5%) и кремния (8,5%), а также нескольких других микроэлементов, подпадающих под категорию сплава Ассоциации алюминия «AA 386»:
Вакуум внутри закрытой формы достигается с помощью резервуара объемом 4000 литров, произведенного компанией Fondarex в Швейцарии. [12]
Расплавленный металл прокачивается через нагретые трубы, а для уменьшения пористости выполняется роторная дегазация . [13]
Шаги и задействованные механизмы: [ необходима ссылка ]
В 2019 году Джером Гильен сообщил, что Tesla Automation работает над «гигантской, гигантской, гигантской машиной», чтобы «производить полноразмерные автомобили таким же образом, как делают игрушечные машинки» [14] .
С помощью наших гигантских литейных машин мы буквально пытаемся изготавливать полноразмерные автомобили таким же образом, как изготавливаются игрушечные машинки.
Илон Маск , (18 января 2021 г.) [15]
В апреле 2020 года генеральный директор Tesla Илон Маск заявил, что Tesla приобрела две самые большие литейные машины в мире для литья заднего шасси и защитных дуг Tesla Model Y. [16] [17] В январе 2021 года Маск заявил, что заднее шасси Tesla Cybertruck будет производиться с использованием литейной машины с усилием более 8000 тонно-сил (80 000 кН). [18] [ требуется проверка ]
По состоянию на октябрь 2021 года Tesla установила пять литейных машин на заводе Giga Shanghai , две машины на заводе Tesla во Фремонте, две машины на заводе Giga Berlin и две машины отправляются на завод Giga Texas , а также фундаменты для подготовки множества дополнительных машин Giga Press. [ необходима цитата ]
В мае/июне 2022 года компания Idra собирала пресс Giga Press с усилием 9000 тонн (88000 кН). [ где? ] [19] По состоянию на декабрь 2023 года [обновлять]в GigaTexas имелись два пресса по 9000 тонн для литья задних частей Cybertruck , в то время как передние части Cybertruck отливаются на прессе усилием 6500 тонн, который используется совместно для литья рам Model Y. Всего в Техасе было два пресса GigaPresses усилием 9000 тонн и четыре пресса меньшего размера. [20]
В июне 2020 года были выданы разрешения на строительство фундаментов для поддержки пресса Giga Press во Фремонте [f 1] [f 2], а Tesla подала заявки на получение разрешений на строительные работы в рамках подготовки к установке машины для литья под давлением № 2 ( DCM2 ) в июле 2022 года. [f 3] [f 4] В сентябре 2020 года DCM1 начала производить пробные партии отливок модели Y, а DCM2 была установлена. [21]
11 марта 2021 года на одном из прессов Fremont произошел пожар, вызванный воспламенением гидравлической жидкости расплавленным алюминием. О пострадавших не сообщалось. [22]
По состоянию на июль 2020 года [обновлять]планы для Giga Berlin включали восемь машин для литья под давлением с усилием 6100 тонн (60 000 кН). [23] [24] (Расположен по координатам 52°23′49″ с. ш. 13°47′35″ в. д. / 52,397° с. ш. 13,793° в. д. / 52,397; 13,793 (Здание машины для литья под давлением Tesla: 8 фундаментов для пресса Giga / 6100 тонн) .)
Европейские автомобили Model Y имеют литые передние и задние секции шасси. [25] Первые две европейские машины Giga Press планировалось поставить на завод Giga Berlin к началу 2021 года. [12]
К октябрю 2020 года три машины LK Machinery Impress-Plus DCC6000 местного производства находились в стадии сборки для производства модели Y. [26] (Расположен по координатам 30°52′19″N 121°46′19″E / 30.872°N 121.772°E / 30.872; 121.772 (Машина для литья под давлением Tesla: 3 Impress-Plus DCC6000) ) . По состоянию на октябрь 2021 года было доступно пять машин. [27]
Для производства автомобилей Tesla Model Y на заводе Giga Texas , которое начнется в 2022 году, Tesla начала использовать цельную переднюю часть в дополнение к существующей цельной задней литой детали. [28]
В ночь с 18 на 19 января 2021 года на заводе Giga Texas недалеко от Остина, штат Техас , были залиты бетонные фундаменты для трех машин Giga Press . [29] [30] ( 30°13′12″N 97°37′01″W / 30.22°N 97.617°W / 30.22; -97.617 (Машина для литья под давлением Tesla: 3 фундамента для Giga Press) )
21 января 2021 года первые компоненты Giga Press начали прибывать на объект. [31] [32] [33]
По состоянию на 2 февраля 2021 года [обновлять]все основные компоненты первого пресса Giga Press на площадке в Остине были установлены на место. [34]
15 апреля 2021 года в Giga Texas начали прибывать компоненты для второго пресса Giga Press. [35]
LK Technology поставила одну машину Impress-Plus DCC 6000 для Glovitech из Южной Кореи, установленную в промышленной зоне Ванчунг, Вьет-Йен , провинция Бакзянг , Вьетнам. [36] Машина используется для производства больших клеток Фарадея (радиочастотных корпусов) для базовых станций мобильной связи 5G . [36] Машина была доставлена в декабре 2020 года и произвела первые отливки в марте 2021 года. [37]
В июне 2023 года Toyota объявила, что внедряет технологию литья для своих электромобилей. [38]
В 2023 году японский поставщик автозапчастей Ryobi объявил о планах по литью крупных деталей кузова электромобилей и рассчитывает сократить затраты на производство кузовов автомобилей на 20%. [39]
К ноябрю 2023 года были размещены заказы на две машины Giga Press усилием 9000 тонн для нового завода электромобилей Volvo в Кошице , Словакия. [40]
В сентябре 2023 года сообщалось, что Tesla рассматривает возможность цельного литья всего днища своего будущего «маленького автомобиля», что является более простой задачей, чем цельное литье их существующих, более крупных моделей. Это потребовало изучения того, как использовать более крупные машины Giga Press, снижения затрат на проектирование пресс-форм и включения полых подрамников. Ключевые инновации включают использование 3D-печати для изготовления литых прототипов с использованием промышленного песка. [41]
Изготовление большой металлической отливки может обойтись в 1,5 млн долларов. Обычно требуется несколько итераций и доработок, что влечет за собой большие расходы. [41]
Струйные принтеры Binder создают отливки из слоев песка, стабилизированных жидким связующим веществом, за малую часть стоимости использования металла и за малую часть времени. Полые элементы создаются после изготовления отливки путем удаления участков песка, добавленных во время литья. Детали, отлитые в песчаных формах, требуют различных алюминиевых сплавов и обработки после литья для соответствия требованиям безопасности и другим требованиям. Производственное литье будет продолжать использовать металлические отливки. [41]
Прессу потребуется зажимная сила 16 000 тонн или более, одна из самых больших из существующих (но значительно меньше, чем прессы на 30 000 тонн и 50 000 тонн , эксплуатируемые Россией и США). Это давление может помешать использованию песка для изготовления полостей. Другой тип пресса будет впрыскивать расплавленный сплав медленнее, что позволит использовать песчаные стержни и производить более качественные отливки, хотя и медленнее. [41]
В мае 2024 года сообщалось, что Tesla приостановила свои планы по литью отдельных деталей и придерживается литья из трех деталей в своей текущей линейке из-за падения продаж и прибыли. [42]
OL 5500 CS … Мощность двигателей насосов: кВт 2x132
Усилие зажима: кН 55 000; тонн 5 607 … Расстояние между стяжками: мм 2300x2300 … Диаметр стяжки мм 450 … Макс. вес дроби (сплав алюминия): кг 84 … Сухие циклы (согласно DIN 24480) n/1' 1,5 … Мощность двигателей насосов; кВт 4x90 … Вес машины: тонн 410 … Габариты машины (ДxШxВ): м 19,2x6,9 [
sic
]x5,22
Усилие зажима: кН 61.000; тонн 6.218 … Расстояние между стяжками: мм 2350x2350 … Диаметр стяжки мм 470 … Макс. вес дроби (сплав Al): кг 104,6 … Сухие циклы (согласно DIN 24480) n/1' 1,3 … Мощность двигателей насосов; кВт 4x90 … Вес машины: тонн 430 … Габариты машины (ДxШxВ): м 19,5x5,9x5,32
Quali innovazioni propone Idra, nel settore delle pressofusioni… La Idra - это стоимость для всех и ностри, которые одновременно нажимают на кватромилу дуеценто (4200) тонн. Сейчас мы работаем над тем, чтобы сделать каталог тысяче-пяти, пятидесяти (5500) тонн и еще пять тысяч (6500) тонн.
крупнейшая в мире машина для литья алюминия под давлением для производства целых задних структур днища. … Tesla является первым заказчиком громадного OL6100 CS от IDRA (с улучшенным усилием фиксации для обработки специального литья Tesla), предназначенного для установки на
заводах
компании во Фремонте, Калифорния
, и Шанхае, Китай
. «Giga Press» от IDRA имеет длину около 64 футов (19,5 м) и высоту 17 футов (5,3 м). Наряду с более высоким усилием зажима максимальный вес «выстрела» из алюминиевого сплава составляет 104,6 кг (231 фунт). … весом более 410 тонн.
способно производить отливки весом значительно более 80
кг
на непревзойденной максимально допустимой площади проекции. … производство высокоинтегрированных литых под давлением компонентов из алюминия и магния для автомобильной промышленности с акцентом на структурные и критически важные для безопасности компоненты. … Скорость впрыска превышает требования 10
м/сек
{{cite report}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )Fondarex … вакуумные системы Modular Cell 6C 4000-литровый резервуар [создан] в нашей мастерской в
Сен-Лежье
, Швейцария, теперь оснащают первые 6 прессов Giga в мире … 6 полностью независимыми вакуумными каналами, подключенными к пресс-форме, и настраивают один канал, предназначенный для дробеструйной гильзы. … вакуумная мощность этой вакуумной системы позволяет производить крупные конструкционные отливки … [Idra] … два пресса Giga в производстве … и мы поставим еще две машины до конца 2020 года в Европу. За ними последуют еще восемь машин в 2021 году для производства отливок днища. … 20 августа [2020 г.] была произведена первая партия мегалитых изделий благодаря новой запатентованной системе литья Idra 5S.
создание замкнутых систем, в которых сплавы можно перерабатывать и повторно использовать для последовательного применения практически бесконечно. … сократить общее количество деталей, необходимых для сборки автомобиля … более 70 деталей были исключены из общей сборки. … новый проект на
крупном калифорнийском OEM-производителе электромобилей.
… 105 кг расплавленного алюминия … доставляются за один впрыск. … решение требует насоса, который может подавать такое количество металла в литьевую машину. Второй насос MMEI … используется для измерения печенья после каждой дозы … При тестировании … время доставки 4 секунды, … в производстве скорость составляет 7-8 секунд. … запатентованный трубопровод с подогревом, который поддерживает постоянную температуру металла на протяжении всего процесса. … включили в систему роторный дегазатор, чтобы обеспечить высочайшее качество металла и предотвратить попадание пор в деталь.
создание гигантской машины с использованием
подразделения Tesla Grohmann
, … подчеркнул, что это «гигантская, гигантская, гигантская машина», которая дублирует все, является модульной, проста на модульном уровне и … является гигантской.
версия Model
Y
в основном состоит из двух больших литейных алюминиевых отливок высокого давления, которые соединены, затем есть еще куча других прикрепленных деталей. А затем, в конце этого года, мы перейдем к задней части днища, представляющей собой цельную отливку, которая также интегрирует задние защитные дуги. … Становится лучше: текущие отливки — поскольку они должны взаимодействовать со многими вещами — мы должны обрабатывать их на станке с ЧПУ; интерфейсы на станке с ЧПУ … цельная отливка не обрабатывается на станке с ЧПУ; у нее даже нет
базовых данных
. … (10:36) Для этого требуется самая большая в мире литейная машина, две из которых у нас есть. В основном это 6000-тонная литейная машина — размером с небольшой дом, в принципе. Одна из Италии, другая из Китая. Мы должны начать устанавливать ту, что из Италии, … в следующем месяце. … примерно 30% сокращение размера кузовного цеха … (12:59) возвращаясь и модернизируя производство
Model 3
во Фремонте с помощью цельного литья — это может быть то, что мы сделаем, но это, вероятно, через два года или около того…
поделилась фотографией 9000-тонного пресса Giga … с работником, стоящим перед ним. Если рост работника около 6 футов, мы оцениваем высоту машины около 25 футов. … в настоящее время собирается на их заводе в
Травальято
, Италия
производитель электромобилей начал тестировать производство цельных задних отливок Model Y. … развертывает … вторую машину «Giga Press» на территории завода во Фремонте. … две из этих машин на заводе во Фремонте, и одна уже производит … цельные отливки для заднего подрамника Model Y. …
Gigafactory Shanghai
также получает «Giga Press» для производства Model Y …
Giga Berlin
развернет целых восемь «Giga Press» для своей деятельности.
№
: A002-00 … Betriebseinheit: Gißerei (Литье) … Номер машины: A002-00-0x-04 … 8
машин
для литья под давлением (
DCM
,
Druckgussmaschine
) … 6100 [тонн·сила] …
Stärke t
…
N
для нового автомобильного завода Tesla в Германии, который планирует заменить сотни из них гигантскими машинами для литья алюминия для производства более простых деталей шасси …
новый завод в Бранденбурге, недалеко от Берлина
, будет оснащен восемью машинами «
Gigapress
». … Впрыскивание расплавленного алюминия в отливку и извлечение отформованного металла роботами позволяет Tesla объединить несколько этапов производства. … сократило заднюю часть днища до двух частей, образовав самый большой кусок алюминия, который
Манро
видел за 30 лет
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 gegossen. … eine oder Maximum zwei der 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.
Это революция в производстве автомобилей, когда автомобиль по сути изготавливается из трех основных частей: литой задней части, структурного пакета и литой передней части. То, что вы видите, — это самые большие литейные машины из когда-либо созданных. Это своего рода безумие — делать машину таким образом, этого никогда раньше не делали. Когда мы пытались это выяснить, в мире было шесть основных производителей литья: мы позвонили шести, пятерым сказали «нет», одному сказали «может быть»… это звучит как «да». … Это потребовало больших усилий и отличных идей от команды — мы заставили самую большую в мире литейную машину работать очень эффективно, чтобы создать и радикально упростить производство автомобиля.
Вьетнамский завод. Машина для литья под давлением 6000T … усилие зажима более 60 000 кН. … Южнокорейская компания Glovitech. … Завод Glovitech в промышленной зоне
Ванчунг
,
Вьет-Йен
, будет производить корпуса базовой станции связи (RF-блока) 5G. Glovitech упомянула, что она успешно осуществила первое в мире производство сверхбольших корпусов RF-блока 5G.
комплект 4000 тонн и 1 комплект 6000 тонн … В декабре 2020 г. на завод Glovitech во Вьетнаме прибыл … В марте 2021 г. … Корпус радиочастотного блока 5G был успешно изготовлен.
контракт Volvo Cars на установку двух 9000-тонных прессов GigaPress на новом объекте в
Кошице
Опорная
рама
литой машины . … $517.00 оплачено
F20-0048-M
DCM1
Tool Anchorage
проект распределения трубопроводов технологической охлаждающей воды и природного газа от существующих магистралей коммунальных услуг до новой литейной зоны снаружи. … новый трубопровод для промышленных отходов от точки присоединения внутри здания до зоны
DCM2
с трубами, насосами и принадлежностями.
Фундаменты для № 2
Idra представляет Idra OL 5500 CS … идеальная машина для литья под давлением для деталей конструкций … мыслите масштабно … продан первый серийный пресс Giga Press … добро пожаловать в будущее … добро пожаловать в Giga Press
[Илон Маск] цельное литье для передней и задней частей кузова … мы заказали самую большую литейную машину, которая когда-либо была сделана, и в настоящее время она работает прямо через дорогу на нашем заводе во Фремонте … наш собственный сплав, потому что мы хотели получить высокопрочный литейный сплав, не требующий покрытий или термообработки. … интерфейсы с тем, что мы называем «структурной батареей» … наполнитель, который является структурным клеем, а также огнестойким веществом, он эффективно склеивает ячейки с верхним и нижним листами … сотовый сэндвич с двумя базовыми листами … [Дрю Баглино] стоит еще 7% снижения уровня долларов за киловатт-час на уровне аккумуляторной батареи