1. Fundición a presión: Proceso de conformado de aleaciones de aluminio para automoción de amplia aplicación

Fundición a presión, abreviada como tecnología de fundición a presión, es una técnica de fundición especializada. Esta técnica se refiere a un método de fundición de precisión en el que el metal líquido o semilíquido se introduce en la cavidad de un molde de fundición a presión en condiciones de alta velocidad y alta presión, solidificándose rápidamente bajo una presión específica para formar una pieza fundida. Con una historia de más de un siglo, esta tecnología de fundición se utiliza ampliamente en la industria de fabricación de automóviles.

Actualmente, productos de aleación de aluminio fundido a presión comprenden aproximadamente de 54% a 70% del aluminio utilizado en los automóviles. Los fabricantes clasifican las aleaciones de aluminio para automóviles en aleaciones de aluminio fundido y aleaciones de aluminio deformable en función de sus diferentes propiedades de procesamiento. Las aleaciones de aluminio fundido, el tipo más utilizado en automóviles, encuentran amplias aplicaciones en componentes estructurales como ruedas, piezas de motor, chasis, soportes de amortiguadores y bastidores espaciales.

Actualmente, el ámbito de aplicación de fundición inyectada de aleación de aluminio para automoción se clasifica según las funciones de uso, incluyendo piezas estructurales, piezas de tensión, piezas de seguridad y piezas decorativas. Incluye principalmente los siguientes escenarios de aplicación:

• Sistema eléctrico: bloque de cilindros, culata, tapa de culata, cárter, cárter de aceite, pistón, cuerpo de la bomba, tapa de la bomba, carcasa y diversos soportes del motor.
• Sistema de transmisión: carcasa de la caja de cambios, placa de circuito de aceite de la caja de cambios, carcasa del embrague, horquilla de cambio, soporte de la caja de cambios, etc;
• Sistema de dirección: cubierta de la cadena, cuerpo de la cremallera y cuerpo del turbocompresor.
• Montaje del chasis: soporte de suspensión y travesaño;
• Cuerpo: cubos de rueda, componentes estructurales de la carrocería y productos decorativos;
• Otros: tapa del extremo inferior del amortiguador, soporte del compresor, pedal de embrague y pedal de freno, etc.

El desarrollo de la industria de vehículos de nueva energía ha impulsado la innovación continua en fundición a presión de aleación de aluminio tecnología. Con la mejora continua de indicadores técnicos como la potencia, la seguridad, el confort y la ligereza en la industria de vehículos de nueva energía, los productos de aleación de aluminio para automoción requeridos se están desarrollando gradualmente hacia direcciones de paredes finas, alta resistencia, bajo coste y estructuras integradas, proporcionando una base de aplicación y una fuerza impulsora para el desarrollo de la tecnología de fundición a presión.

El avance de la tecnología de fundición a presión de aleaciones de aluminio para aplicaciones de automoción en los últimos años ha dependido en gran medida del continuo perfeccionamiento y modificación de la composición de los materiales de aleaciones de aluminio para automoción. A ello se une el uso de la tecnología de fundición a presión en alto vacío y el ajuste de los parámetros del proceso de tratamiento térmico. El objetivo es explotar al máximo las características del proceso de los materiales de aleación de aluminio para automoción y mejorar de forma constante las propiedades mecánicas generales de los materiales de aleación de aluminio fundidos a presión mediante inyección a alta presión y llenado a baja velocidad. En el campo de los vehículos de nueva energía, la fundición a presión de aleaciones de aluminio se ha aplicado en carcasas de baterías, carcasas de motores eléctricos, motores y carcasas de máquinas integradas en reductores.

 2. Fundición a presión integrada: Tesla lidera la nueva transformación de la tecnología de fundición a presión

Integrado fundición a presión es una nueva transformación de la tecnología de fundición a presión. La tecnología de fundición a presión integrada rediseña múltiples piezas independientes que originalmente debían ensamblarse en el diseño y utiliza máquinas de fundición a presión sobredimensionadas para fundir directamente las piezas completas de una sola vez y conseguir las funciones originales.

Tesla fue la primera en aplicar la fundición a presión integrada al suelo trasero. En el Battery Day de septiembre de 2020, Tesla anunció que el Model Y adoptaría un conjunto integrado de fundición a presión del piso trasero, lo que reduciría 79 componentes y los costes de fabricación en 40% en comparación con el conjunto original de estampación y soldadura. Esto marca la implementación formal del concepto de diseño de ensamblar grandes piezas fundidas enteras en lugar de ensamblar componentes individuales.

El moldeo por fundición integrada del conjunto de la parte inferior de la carrocería es la dirección del desarrollo de Tesla. Tesla ha anunciado planes para sustituir todo el conjunto de la parte inferior de la carrocería, que consta de 370 piezas, por 2-3 piezas de fundición de gran tamaño, con lo que se reducirá el peso en 10%, lo que corresponde a un aumento de la autonomía de 14%.

Tesla podría lograr potencialmente la fundición a presión de una sola vez de la carrocería del automóvil en blanco, eliminando así por completo las líneas de producción de ensamblaje. En julio de 2019, Tesla publicó una patente titulada "Máquina de fundición de formación integral de múltiples caras para chasis de automóviles y métodos de fundición relacionados." De acuerdo con la información de la patente, la máquina de fundición a presión comprende una parte central con un molde de carcasa de carrocería y múltiples piezas de molde sobresalientes que pueden traducirse en relación con el molde de carcasa. Múltiples moldes salientes pueden converger en la zona central para encargarse de la fundición a presión de diferentes componentes, completando en última instancia la fundición total o parcial del chasis monolítico.

 3 Fundición a presión integrada: Innovación en los procesos tradicionales de fabricación de automóviles

Los procesos tradicionales de fabricación de automóviles incluyen principalmente el estampado, la soldadura, la pintura y el montaje. El proceso principal consiste en estampar chapas de acero en diferentes piezas individuales, que luego se ensamblan en un conjunto de carrocería mediante soldadura, remachado, pegado y otros métodos. A continuación, se aplican tratamientos anticorrosión y de pintura, y después se ensamblan los guarnecidos interiores y exteriores, las cadenas cinemáticas, los conjuntos de chasis y otros componentes para completar el montaje del vehículo.

Tecnología de fundición a presión integrada representa una innovación en los procesos tradicionales de fabricación de automóviles. La carrocería trasera del Modelo Y de Tesla estaba originalmente estampada y soldada a partir de 70 piezas, pero la fundición a presión integrada la consolida en un único componente. La consolidación de 70 piezas en una sola ofrece múltiples ventajas, como el aligeramiento de la carrocería del vehículo, el ahorro de costes, la mejora de la eficiencia, el acortamiento de las cadenas de suministro, la reducción de los tiempos de fabricación y transporte, la disminución de la dependencia de la mano de obra y los robots, y la mejora de la escala de fabricación.