Почему интегрированный Литье под давлением это тенденция развития

Движущая сила 1: снижение веса

В контексте двойного углеродного фона облегчение конструкции является одной из основных тенденций в автомобильной промышленности. По данным Международной алюминиевой ассоциации, для топливных автомобилей существует положительная корреляция между весом и расходом топлива. Снижение веса автомобиля на каждые 100 кг позволяет сэкономить примерно 0,6 л топлива на сто километров и сократить выбросы CO2 на 800-900 г. Для электромобилей вес положительно коррелирует с потребляемой мощностью. Если вес автомобиля уменьшается на 10 кг, запас хода чисто электрического автомобиля может увеличиться на 2,5 км.

Алюминиевые сплавы обладают исключительной комплексной экономической эффективностью и являются предпочтительными материалами для облегчения автомобилей. На долю алюминиевых сплавов приходится 64% рынка легких материалов, что делает их самым значительным легким материалом в настоящее время.

Применение интегрированных литьё под давлением способствует снижению веса. Например, вес заднего пола модели Y компании Tesla, изготовленного с использованием интегрированного литья под давлением, снизился на 30%. Ожидается, что по мере развития технологии интегрированного литья под давлением применение литья алюминиевых сплавов в конструктивных элементах кузова и шасси, а также в корпусах аккумуляторов будет постепенно расширяться, что приведет к увеличению стоимости литья алюминиевых сплавов в расчете на один автомобиль.

Движущая сила 2: Повышение эффективности

По сравнению с существующими производственными процессами, интегрированные литьё под давлением повышает эффективность производства за счет упрощения производственных процессов и увеличения времени цикла. Крупные машины для литья под давлением могут завершить один процесс литья менее чем за две минуты, при этом время цикла составляет 80-90 секунд. Это позволяет производить 40-45 отливок в час и до 1000 отливок в день. В отличие от традиционных процессов штамповки и сварки 70 деталей для сборки компонента потребуется не менее двух часов, что потребует нескольких параллельных линий для соблюдения ритма производства.

Движущая сила 3: снижение затрат

Новаторское использование компанией Tesla интегрированного литья под давлением для сборки заднего пола позволило снизить производственные затраты на 40%. Это сокращение затрат произошло в основном за счет:

• Снижение производственных затрат: Интегрированное литье под давлением объединяет несколько компонентов в один, устраняя необходимость в многочисленных формах и периферийном оборудовании в традиционных производственных процессах.
• Сокращение расходов на землю: Большая машина для литья под давлением занимает всего 100 квадратных метров, что привело к сокращению заводских площадей на 30% после перехода Tesla на большие машины для литья под давлением.
• Сокращение расходов на оплату труда: На обычном сварочном заводе требуется 200-300 рабочих, в то время как интегрированное литье под давлением может сократить этот показатель до одной десятой от первоначального числа работников.

Технологические барьеры для интегрированного литья под давлением

1. Материал: Термообрабатываемые алюминиевые сплавы

В комплексном литье под давлением используются термообрабатываемые материалы из алюминиевых сплавов. Это связано с тем, что компоненты комплексного литья под давлением имеют относительно большую площадь проекции, состоящую из множества мелких деталей, объединенных в один крупный компонент. Термическая обработка является эффективным средством обеспечения механических свойств компонентов литья под давлением. Однако термообработка может привести к деформации размеров и дефектам поверхности автомобильных компонентов, что создает значительные риски для стоимости крупных интегрированных компонентов. Поэтому ожидается, что материалы, не поддающиеся термической обработке, станут лучшим выбором для внедрения технологии комплексного литья под давлением.

2. Оборудование: Большие машины для литья под давлением

Интегрированное литье под давлением предъявляет высокие требования к силам зажима литьевых машин. Машины для литья под давлением, разработанные по индивидуальному заказу, влекут за собой технологические барьеры при проектировании и разработке, а также относительно высокие капитальные затраты. Интегрированная система Tesla литье под давлением Машина Giga Press была совместно разработана компанией Tesla и производителем машин для литья под давлением IDRA Group, что потребовало глубокого участия в разработке и производстве как аппаратного, так и программного обеспечения. Помимо технологических барьеров, связанных с индивидуальным проектированием и разработкой машин для литья под давлением, высокая цена интегрированных машин для литья под давлением требует экономии от крупномасштабного производства для амортизации комплексных затрат на машины и формы для литья под давлением.

3. Производство: Процессы и пресс-формы

• Препятствия для процесса литья под давлением: Производственные процессы влияют на выход продукции. Поскольку технология интегрированного литья под давлением все еще находится на ранних стадиях, производителям литья под давлением необходим богатый опыт и технологические наработки в производственных процессах, чтобы обеспечить высокий выход продукции при массовом производстве.
• Препятствия для производства крупных пресс-форм: Интегрированный литье под давлением Детали имеют сложную структуру, высокую стоимость изготовления и длительный цикл подготовки, что предъявляет повышенные требования к производству форм для литья под давлением. Некоторые производители литья под давлением уровня Tier 1 не имеют возможности самостоятельно разрабатывать крупные формы.