Por que integrado Fundição sob pressão é uma tendência de desenvolvimento

Força motriz 1: redução de peso

No contexto do cenário de carbono duplo, o peso leve é uma das principais tendências do setor automotivo. De acordo com dados da Associação Internacional de Alumínio, para veículos a combustível, há uma correlação positiva entre peso e consumo de combustível. Cada redução de 100 kg no peso do veículo pode economizar aproximadamente 0,6 L de combustível por cem quilômetros e reduzir as emissões de CO2 em 800-900 g. Para veículos elétricos, o peso está positivamente correlacionado com o consumo de energia. Se o peso do veículo diminuir em 10 kg, a autonomia de um veículo elétrico puro pode aumentar em 2,5 km.

As ligas de alumínio têm uma excelente relação custo-benefício abrangente e são os materiais preferidos para a redução do peso dos veículos. As ligas de alumínio respondem por 64% do mercado de materiais leves, o que as torna o material leve mais importante atualmente.

A aplicação de um sistema integrado fundição sob pressão contribui para a redução do peso. Por exemplo, o conjunto do assoalho traseiro do Modelo Y da Tesla, fabricado usando fundição sob pressão integrada, reduziu seu peso em 30%. Com o avanço da tecnologia de fundição sob pressão integrada, espera-se que a aplicação da fundição sob pressão de ligas de alumínio em componentes estruturais da carroceria e do chassi, bem como em carcaças de baterias, aumente gradualmente, aumentando assim o valor da fundição sob pressão de ligas de alumínio por veículo.

Força motriz 2: melhoria da eficiência

Em comparação com os processos de produção existentes, o fundição sob pressão aumenta a eficiência da produção, simplificando os processos de produção e melhorando os tempos de ciclo. As grandes máquinas de fundição sob pressão podem concluir um processo de fundição em menos de dois minutos, com um tempo de ciclo de 80 a 90 segundos. Isso permite a produção de 40 a 45 peças fundidas por hora e até 1.000 peças fundidas por dia. Em contraste, os processos tradicionais de estampagem e soldagem de 70 peças para montar um componente exigiriam pelo menos duas horas, necessitando de várias linhas paralelas para atender aos ritmos de produção.

Força motriz 3: redução de custos

O uso pioneiro da Tesla de fundição sob pressão integrada para a montagem do assoalho traseiro reduziu os custos de fabricação em 40%. Essa redução de custos se deve principalmente a:

• Redução dos custos de produção: A fundição sob pressão integrada consolida vários componentes em um só, eliminando a necessidade de vários moldes e equipamentos periféricos nos processos de produção tradicionais.
• Redução dos custos da terra: Uma máquina de fundição sob pressão de grande porte ocupa apenas 100 metros quadrados, resultando em uma redução de 30% no espaço do chão de fábrica após a adoção de máquinas de fundição sob pressão de grande porte pela Tesla.
• Redução dos custos de mão de obra: Uma fábrica de solda típica requer de 200 a 300 trabalhadores de linha, enquanto a fundição sob pressão integrada pode reduzir esse número para um décimo da força de trabalho original.

Barreiras tecnológicas à fundição sob pressão integrada

1. Material: Ligas de alumínio tratáveis termicamente

A fundição sob pressão integrada se baseia em materiais de liga de alumínio tratáveis termicamente. Isso ocorre porque os componentes de fundição sob pressão integrada têm áreas de projeção relativamente grandes, consistindo em várias peças pequenas integradas em um único componente grande. O tratamento térmico é um meio eficaz de garantir as propriedades mecânicas dos componentes fundidos sob pressão. No entanto, o tratamento térmico pode levar à deformação dimensional e a defeitos de superfície em componentes automotivos, o que representa riscos significativos de custo para componentes integrados grandes. Portanto, espera-se que os materiais não tratáveis termicamente sejam a melhor opção para a implementação da tecnologia de fundição sob pressão integrada.

2. Equipamentos: Grandes máquinas de fundição sob pressão

A fundição sob pressão integrada exige muito das forças de fixação das máquinas de fundição sob pressão. As máquinas de fundição sob pressão projetadas sob medida implicam barreiras tecnológicas no projeto e no desenvolvimento, além de gastos de capital relativamente altos. O sistema integrado de fundição sob pressão A máquina de fundição sob pressão, a Giga Press, foi personalizada em conjunto pela Tesla e pelo fabricante de máquinas de fundição sob pressão IDRA Group, envolvendo um profundo envolvimento no projeto e na fabricação de hardware e software. Além das barreiras tecnológicas do projeto e desenvolvimento personalizados de máquinas de fundição sob pressão, o alto preço das máquinas de fundição sob pressão integradas exige economias de escala da produção em larga escala para amortizar os custos abrangentes das máquinas e moldes de fundição sob pressão.

3. Produção: Processos e moldes

• Barreiras ao processo de fundição sob pressão: Os processos de produção afetam o rendimento dos produtos. Como a tecnologia de fundição sob pressão integrada ainda está em seus estágios iniciais, os fabricantes de fundição sob pressão precisam de muita experiência e acúmulo tecnológico nos processos de produção para garantir altos rendimentos durante a produção em massa.
• Barreiras à produção de moldes grandes: Integrado fundição sob pressão As peças de fundição sob pressão têm estruturas complexas, altos custos de fabricação e longos ciclos de preparação, o que exige mais da produção de moldes de fundição sob pressão. Alguns fabricantes de fundição sob pressão de nível 1 não têm a capacidade de projetar moldes grandes de forma independente.