Pourquoi l'intégration Moulage sous pression est une tendance de développement

Force motrice 1 : Réduction du poids

Dans le contexte de la double empreinte carbone, l'allègement est une tendance majeure de l'industrie automobile. Selon les données de l'Association internationale de l'aluminium, pour les véhicules à carburant, il existe une corrélation positive entre le poids et la consommation de carburant. Chaque réduction de 100 kg du poids du véhicule permet d'économiser environ 0,6 litre de carburant par cent kilomètres et de réduire les émissions de CO2 de 800 à 900 g. Pour les véhicules électriques, le poids est positivement corrélé à la consommation d'énergie. Si le poids du véhicule diminue de 10 kg, l'autonomie d'un véhicule électrique pur peut augmenter de 2,5 km.

Les alliages d'aluminium présentent un rapport coût-efficacité global exceptionnel et sont les matériaux préférés pour l'allègement des véhicules. Les alliages d'aluminium représentent 64% du marché des matériaux légers, ce qui en fait le matériau léger le plus important à l'heure actuelle.

L'application de l'approche intégrée moulage sous pression contribue à l'allègement. Par exemple, l'assemblage du plancher arrière du modèle Y de Tesla, fabriqué à l'aide du moulage sous pression intégré, a réduit son poids de 30%. À mesure que la technologie du moulage sous pression intégré progresse, l'application du moulage sous pression d'alliages d'aluminium dans les composants structurels de la carrosserie et du châssis, ainsi que dans les boîtiers de batterie, devrait augmenter progressivement, ce qui accroîtra la valeur du moulage sous pression d'alliages d'aluminium par véhicule.

Moteur 2 : Amélioration de l'efficacité

Par rapport aux processus de production existants, les moulage sous pression augmente l'efficacité de la production en simplifiant les processus de production et en améliorant les temps de cycle. Les grandes machines de coulée sous pression peuvent réaliser un processus de coulée en moins de deux minutes, avec un temps de cycle de 80 à 90 secondes. Cela permet de produire 40 à 45 pièces par heure et jusqu'à 1 000 pièces par jour. En revanche, les processus traditionnels d'emboutissage et de soudage de 70 pièces pour assembler un composant nécessiteraient au moins deux heures, ce qui exigerait plusieurs lignes parallèles pour respecter les rythmes de production.

Force motrice 3 : Réduction des coûts

L'utilisation pionnière par Tesla du moulage sous pression intégré pour l'assemblage du plancher arrière a permis de réduire les coûts de fabrication de 40%. Cette réduction des coûts est principalement due à

• Réduction des coûts de production : Le moulage sous pression intégré consolide plusieurs composants en un seul, éliminant ainsi le besoin de nombreux moules et d'équipements périphériques dans les processus de production traditionnels.
• Réduction des coûts fonciers : Une grande machine de coulée sous pression n'occupe que 100 mètres carrés, ce qui se traduit par une réduction de 30% de la surface au sol de l'usine après l'adoption par Tesla de grandes machines de coulée sous pression.
• Réduction des coûts de main-d'œuvre : Une usine de soudage typique nécessite 200 à 300 travailleurs à la chaîne, alors que le moulage sous pression intégré peut réduire ce chiffre à un dixième de la main-d'œuvre initiale.

Obstacles technologiques au moulage sous pression intégré

1. Matériau : Alliages d'aluminium traités thermiquement

Le moulage sous pression intégré repose sur des matériaux en alliage d'aluminium pouvant être traités thermiquement. En effet, les composants de moulage sous pression intégré ont des surfaces de projection relativement grandes, constituées de nombreuses petites pièces intégrées dans un seul grand composant. Le traitement thermique est un moyen efficace de garantir les propriétés mécaniques des composants moulés sous pression. Toutefois, le traitement thermique peut entraîner des déformations dimensionnelles et des défauts de surface dans les composants automobiles, ce qui présente des risques importants en termes de coûts pour les grands composants intégrés. Par conséquent, les matériaux non traitables à la chaleur devraient constituer le meilleur choix pour la mise en œuvre de la technologie de moulage sous pression intégré.

2. Équipement : Grandes machines de moulage sous pression

Le moulage sous pression intégré impose des exigences élevées aux forces de serrage des machines de moulage sous pression. Les machines de moulage sous pression conçues sur mesure impliquent des barrières technologiques au niveau de la conception et du développement, ainsi que des dépenses d'investissement relativement élevées. Les machines de moulage sous pression intégrées de Tesla moulage sous pression La machine Giga Press a été personnalisée conjointement par Tesla et le fabricant de machines de coulée sous pression IDRA Group, ce qui a impliqué un engagement profond dans la conception et la fabrication du matériel et des logiciels. Outre les obstacles technologiques liés à la conception et au développement personnalisés des machines de coulée sous pression, le prix élevé des machines de coulée sous pression intégrées exige des économies d'échelle dans le cadre d'une production à grande échelle afin d'amortir les coûts globaux des machines de coulée sous pression et des moules.

3. Production : Procédés et moules

• Obstacles au processus de coulée sous pression: Les processus de production affectent le rendement des produits. Étant donné que la technologie du moulage sous pression intégré en est encore à ses débuts, les fabricants de moulage sous pression ont besoin d'une riche expérience et d'une accumulation technologique dans les processus de production afin de garantir des rendements élevés lors de la production de masse.
• Obstacles à la production de moules de grande taille: Intégré moulage sous pression ont des structures complexes, des coûts de fabrication élevés et de longs cycles de préparation, ce qui accroît les exigences en matière de production de moules pour le moulage sous pression. Certains fabricants de moules de niveau 1 n'ont pas la capacité de concevoir des moules de grande taille de manière indépendante.