Hvað er Tesla samþætt deyjasteypa? - Ítarleg skýrsla

Bílaiðnaðurinn gengur í gegnum framleiðslubyltingu á um það bil fjörutíu ára fresti og Tesla leiðir núverandi nýju byltingu. Allt frá færibandaframleiðslu Ford til sléttrar framleiðslu Toyota til pallbundinnar einingaframleiðslu Volkswagen, mun leiðtogi hverrar bílaframleiðslubyltingar hafa augljóst forskot í síðari samkeppni á markaði. Með tveimur mikilvægum tækninýjungum, 4680CTC, og samþættri deyjasteypu, er Tesla leiðandi í nýrri lotu framleiðslubyltingar í bílaiðnaðinum.

• 4680CTC: Rafhlöðupakkinn er samþættur í yfirbyggingu ökutækisins og beintengdur við sætið. Hátt samþættingarstig dregur úr þyngd ökutækisins um 10%, eykur aksturssviðið um 14%, fækkar hlutum um 370, lækkar einingakostnað um 7% og dregur úr einingafjárfestingu um 8%. Eins og er hefur 4680CTC verið fjöldaframleitt í verksmiðjunni í Austin, Texas.
• Samþætt steypusteypa: Eftir að Model Y samþætta steyptu afturgólfið minnkaði fjölda hluta úr 70 í 1 í 2, hélt notkun tækninnar áfram að stækka. Núverandi lausnin í verksmiðjunni í Austin, Texas, getur fækkað fram- og afturgólfhlutum úr 171 í 2 og fækkað suðupunktum um meira en 1.600.

Nýir kraftar og hefðbundnir OEM-framleiðendur fylgja eftir samþættri deyjasteypu:

Ný sveit:

1. NIO tekur höndum saman við Wencan Co., Ltd. til að samþykkja samþættan steyptan undirgrind að aftan fyrir ET5;
2. Xpeng Motors tekur höndum saman við Guangdong Hongtu til að rúlla út samþætta burðarhluta 6800T undirvagnsins;
3. Gaohe Automobile tekur höndum saman við Tuopu Group til að rúlla út samþætta ofurstóra steyptu afturklefanum, sem dregur úr þyngd um 15 ~ 20%.

Hefðbundin OEM:

1. Mercedes-Benz kynnir nýjustu niðurstöður vísindarannsókna í heiminum - VISION EQXX. Stífleiki aftari hluta líkamans er verulega bættur og búist er við að hann minnki þyngd um 15-20%;
2. Volvo mun fjárfesta 10 milljarða sænskra króna í verksmiðju sinni í Svíþjóð til að kynna nýja tækni og framleiðsluferla, þar á meðal samþætta mótsteypu.

Hjólabrettaundirvagn hefur orðið mikilvægur drifkraftur fyrir meðal- og langtímaþróun CTC og samþættrar deyjasteypu. Hjólabrettaundirvagninn er ein mikilvægasta byltingarkennda tæknin í núverandi bílaiðnaði. Tæknin sem um ræðir er burðarlaus yfirbygging, vírstýrður undirvagn, samþætt rafdrifskerfi og mjög samþættar greindar einingar. Að auki, að bæta massa/rúmmál orkuþéttleika rafhlöðu í takmörkuðu rými er mjög í samræmi við CTC rafhlöðukerfissamþættingarlausnina; eftir mikla samþættingu verður uppbygging undirvagnsins flóknari og samþætt deyjasteypa getur betur mætt þörfum umbóta á undirvagnstækni.

Þung þyngd nýrra orkubíla og aukning á siglingasviði hefur knúið fram þróun léttra farartækja. Í samanburði við eldsneytisbíla af sama flokki er þyngd hreinra rafknúinna módela um það bil +19~32% og þyngd tengiltvinnbíla um það bil +12~18%. Til þess að bæta orkunýtingu og lengja siglingasvið hefur létt þróun nýrra orkutækja orðið óumflýjanleg.

Ál er hagkvæmasta og háþrýstisteypa er skilvirkara. Að skipta um stál fyrir ál getur dregið úr þyngd líkamans-í-hvítu um um það bil 1/3, en álmálmur hefur mikla hitaleiðni, sem getur auðveldlega valdið vandamálum eins og minni suðuafköstum og mengun rafskauta af oxíðlaginu á ál yfirborð; hár varmaþenslustuðull getur auðveldlega leitt til mikillar aflögunar hluta. Háþrýstisteypa hefur mikla afköst og litla veggþykkt unnum hlutum. Það er skilvirk vinnslutækni sem hentar fyrir álblöndur. Innbyggð deyjasteypa er byggð á háþrýstingssteypu. Hlutarnir sem framleiddir eru þurfa ekki frekari innri tengingar og ferlið minnkar verulega. Þar að auki er efnisnýtingarhlutfall steypubrots allt að 90%, sem er mun hærra en 60%-70% af stimplun og suðu stálhluta.

Notkun samþættrar deyjasteypu í bifreiðum er hægt að auka enn frekar. Við trúum því að með því að stilla styrkleika og teygjuhraða verði steypuferlið beitt á fleiri burðarhluta og þekjuhluta. Fleiri hlutar aðrir en yfirbyggingin, svo sem mótorar og rafhlöðupakkahlíf, er hægt að framleiða með því að nota deyjasteypuferlið í framtíðinni.

Tæknilegar hindranir fyrir samþættum deyjasteypu endurspeglast aðallega í fjórum þáttum:

1. Stór steypuvél: Kerfið er flókið og hefur miklar kröfur um fræði, reynslu og framleiðslutækni; „hönnun-próf-hönnun“ hringrásin er löng og tímakostnaðurinn er hár; kostnaðurinn er mikill og áhættukostnaðurinn mikill.
2. Efnisformúla: Bræðslan þarf að hafa góða rheological eiginleika, litla línulega rýrnun og lítið storknunarhitastig. Lykillinn er að forðast hitameðferð.
3. Steypumót: Steypumót hefur meiri kröfur hvað varðar hitastig, lofttæmi, mótunarkerfi, ferlibreytur, eftirvinnslu osfrv., Og moldið er flóknara.
4. Aðferðaraðferð: Háhraða fyllingareiginleikar molds geta auðveldlega leitt til bilunar í steypu, sem krefst mikillar kröfur um alla vinnsluþætti.

Integrated die-casting can significantly improve production efficiency and reduce manufacturing costs. Take the following car body assembly as an example. Compared with traditional stamping & welding processes, integrated die-casting can significantly reduce the amount of stamping and welding used. The processing steps are reduced from 9 to 2; supporting labor is also reduced accordingly. With an annual production capacity of 450,000 vehicles Calculated in a factory, the number of workers will be reduced from 120 to 30; the number of parts will be reduced from >370 til 2~3, fjöldi tengipunkta verður minnkaður og kostnaðurinn minnkaður; vinnustundum verður fækkað úr 2 klukkustundum í 180 sekúndur og 5 steypuvélar verða. Það getur mætt árlegri framleiðslugetu upp á 600,000 stykki.

Gert er ráð fyrir að markaðsstærð samþættra deyjasteypuhluta fari yfir 20 milljarða júana árið 2025. Reiknuð út frá framleiðslulínu bílbyggingar að aftan á gólfi með árlegri framleiðslugetu upp á 500,000 stykki, kostnaði við hefðbundna stimplun og suðuferli og samþætta deyjasteypuferlið eru 630 milljónir júana og 480 milljónir júana í sömu röð. Innbyggt steypuhjól að aftan getur sparað kostnað um 300 Yuan. Við áætlum að gert sé ráð fyrir að markaðsstærð samþættra steypulaga nái 21,5 milljörðum júana árið 2025, með CAGR upp á 132% frá 2021 til 2025.

Tesla leiðir nýja lotu framleiðslubyltingar: 4680 CTC + samþætt steypa

Í aldargamla sögu bílaiðnaðarins verður framleiðslubylting á fjörutíu ára fresti eða svo. Frá færibandaframleiðslu Ford á 1. áratugnum, til „marg-afbrigða, lítillar lotu“ framleiðslu Toyota á 1950, til palla- og einingaframleiðslu Volkswagen á níunda áratugnum, munu leiðtogar hverrar bílaframleiðslubyltingar verða í framtíðinni. Hafa augljóst forskot í samkeppni á markaði.

Tesla framleiðslubylting: 4680CTC+ samþætt deyjasteypa. 4680CTC lausn Tesla (CTV) samþættir rafhlöðupakkann í yfirbyggingu bílsins og tengir hann beint við sætin, sem dregur verulega úr fjölda hluta og bætir skilvirkni samsetningarframleiðslu. Samþætt steypt gólf að framan og aftan á Model Y yfirbyggingunni koma í veg fyrir hefðbundið stimplunar- og suðuferli. Í samanburði við hefðbundið stimplunar- og suðuferli eru 169 hlutum færri og kostnaðurinn minnkar verulega. Samkvæmt upplýsingum sem Tesla gaf út á rafhlöðudaginn, með því að treysta á tvær byltingarkennda tækni, getur ökutækið minnkað þyngd um 10%, aukið farflugsvið um 14% og fækkað hlutum um 370.

4680 CTC: Tesla rafhlöðutækni hefur alltaf verið viðmið fyrir nýsköpun í iðnaði

Tesla leiðir þróun rafhlöðu nýsköpunar. Þegar Model S / Núna, Model Y búin með CTC lausninni af 4680 frumum hefur verið afhent. Undanfarin tíu ár hefur Tesla haldið áfram að leiða þróun iðnaðarins í bæði rafhlöðufrumum og pökkum.

4680 CTC: Vertu fyrstur til að tilkynna sérstakar áætlanir og leiða tæknilega stefnu iðnaðarins

Tesla birti einkaleyfi sem kallast INTEGRATED ENERGY STORAGE SYSTEM í júní 2021, sem lýsir 4680 Structural Battery (CTC) samþættingartækni rafhlöðukerfisins. Samkvæmt opinberu innihaldi einkaleyfisins getum við haft heildarstefnuskilning á Tesla CTC: efri hlíf rafgeymipakkans er beintengd við uppbyggingu ökutækisins eins og sæti, og verður uppbygging farþegaklefa gólfsins; frumurnar eru fylltar með plastefni Efni, Tesla telur að þetta geti veitt varmavörn annars vegar og burðarvirki fyrir rafhlöðukjarna hins vegar; í samanburði við "stóra mát" lausnina hefur CTC lausnin þá kosti að draga úr stuðningshlutum, draga úr þyngd ökutækisins, auka heildargetu rafhlöðunnar.

4680 CTC: Model Y opinberlega hleypt af stokkunum, verksmiðja í Texas byrjar afhending á fyrsta ársfjórðungi

CTC lausn Tesla getur aukið ferðasvið ökutækja um 14%, lækkað einingakostnað um 7% og dregið úr einingafjárfestingu um 8%.

Í fjárhagsskýrslu Tesla fyrir fjórða ársfjórðung 2021 má sjá að starfsmenn í Texas Gigafactory tengdu Model Y sætin beint við 4680 CTC rafhlöðupakkann. Innleiðing CTC mun verulega bæta endanlega samsetningu framleiðslu skilvirkni þess.

Innbyggð steypa: Byrjar á Y, heldur áfram að stuðla að framgangi léttra bílayfirbygginga

Innbyggð deyjasteypa: sérstakt skipulag og stöðugar byltingar í rannsóknum og þróun

Tesla hefur sett upp 6,000-tonna stórfellda steypuvél-GigaPress í öllum fjórum helstu bílaverksmiðjunum sínum. Sem stendur hefur Shanghai verksmiðjan útbúið fimm stórar deyjasteypuvélar til framleiðslu á Model Y afturgólfum. Texas verksmiðjan hóf fjöldaframleiðslu í mars. Á grundvelli afturgólfs Model Y hefur það bætt við samþættri steypu á framgólfinu (lengdarbjálki að framan).

Einkaleyfi fyrir steypta álblöndu sem er samþætt í útliti, sem ber titilinn "Steypt álfelgur fyrir burðarhluti," lýsir álblöndu sem er bæði sterkt og hefur framúrskarandi sveigjanleika sem krefst ekki frekari vinnslu og getur dregið verulega úr framleiðslukostnaði. .

Tesla orkugleypnikerfið verður samþætt við stuðningskerfið. Þann 5. júlí 2021 sótti Tesla um einkaleyfi fyrir „samþætta orkugleypandi steypu“. Þetta orkudrepandi kerfi er mikið notað í árekstursmannvirkjum bifreiða. Hægt er að samþætta orkudrepandi kerfið að hluta eða öllu burðarvirkinu í gegnum eitt steypuferli og dregur þannig úr þörfinni fyrir ferla þar á meðal punktsuðu, saumsuðu, hnoð, bolta, líma osfrv.

Innbyggð steypusteypa: íhlutir eru stækkaðir á framhæð og heildarfjöldi lóðmálmsliða minnkar um 1,600+

Samþætt steypa Tesla nær fram á hæðina. Samkvæmt tilkynningu Tesla, árið 2020 tilkynnti Tesla um Model Y samþætta steypulaga aftari gólfplan, sem getur dregið úr fjölda hluta úr 70 í 1~2; Fjárhagsskýrsla 1. ársfjórðungs 2022 tilkynnti um samþætta steypu sem framleidd er í verksmiðjunni í Austin, Texas. Yfirbyggingaráætlunin getur fækkað fram- og afturgólfhlutum úr 171 í 2 og fækkað suðupunktum um meira en 1.600.

Samþætt deyjasteypa: Fjöldaframleiðsla í verksmiðju í Texas til að flýta fyrir tæknibeitingu

Deyjasteypuvélin Giga Press sem Tesla notar er framleidd af Lijin Technology og hægt er að spara gólfpláss hennar um 35% samanborið við framleiðslutæki með hefðbundnum stimplunar- og suðuferlum. Samkvæmt upplýsingum um fjárhagsskýrslu Tesla er Giga-verksmiðjan í Shanghai með fimm stórfelldum steypubúnaði til framleiðslu, og samþætt steypa af Model Y framgólfi líkamans (lengdarbjálki að framan) í Austin Giga-verksmiðjunni í Texas verður einnig massa -framleitt.

Nýir bílasmiðir hafa forystu um að fylgja eftir samþættri mótsteypu

NIO og Wencan unnu saman að ET5 samþættu steyptu afturgólfi líkamans. NIO ET5 notar innbyggt steypt gólf að aftan. Samþætta steypuferlið dregur úr þyngd afturgólfs yfirbyggingarinnar um 30%, en eykur skottrýmið um 11L. Í nóvember 2021 prófaði Wencan 6000T ofurstóra steypueyjan mótið með góðum árangri og samþættri steyptri bifreið að aftan var rúllað af framleiðslulínunni.

Xpeng Motors tekur höndum saman við Guangdong Hongtu til að þróa samþætta deyjasteypu. 1. Sem stendur hefur Guangdong Hongtu farið inn í stuðningskerfi Xpeng Motors og báðir aðilar eru samtímis að þróa samþætta steypuhluta. Í janúar 2022 rúllaði Guangdong Hongtu 6800T undirvagn samþættum burðarhlutum opinberlega af framleiðslulínunni. 2. Wuhan stöðin mun byggja samþætt steypuverkstæði. Verkefnið verður formlega hleypt af stokkunum í júlí 2021 og nær yfir svæði sem er um 1.500 hektarar, með fyrirhugaða framleiðslugetu upp á 100,{11}} farartæki. Meira en eitt sett af ofurstórum steypueyjum og sjálfvirkum framleiðslulínum verður kynnt.

Í febrúar 2022 var innbyggða ofurstóra steyptu bakhólfið Gaohe Automobile og Tuopu rúllað út. Ofurstóru burðarhlutirnir sem framleiddir eru af 7200T deyjasteypuvélinni eru næstum 1700 mm á lengd og 1500 mm á breidd í sömu röð, með því að ná þyngdarminnkun um 15 ~ 20% og stytta alla þróunarferilinn um 1/3. Hvað varðar efni getur hástyrkt, sterkt, hitalaust álefni frá samstarfsaðila TechCast komið í veg fyrir vandamál eins og víddaraflögun og yfirborðsgalla hluta af völdum hitameðferðar. Vökvastig þess er meira en 15% hærra en efni af sama stigi og mýkt þess er meira en 30% hærra, sem tryggir að árekstur ökutækisins og önnur frammistaða hafi náð hærri vídd.

Alþjóðlegir hefðbundnir OEMs fylgja eftir samþættri deyjasteypu

Mercedes-Benz gefur út samþættan steypuárangur sem bætir verulega afköst. Mercedes-Benz hefur hleypt af stokkunum nýjustu vísindarannsóknum sínum - VISION EQXX - í heiminum. Stærsta nýjungin er beiting lífrænna burðarvirkjahluta á aftanverðan hluta líkamans og efst á fremri turninum. Allt bakhlið yfirbyggingarinnar er myndað úr sjálfstæðri og fullkominni álsteypu. Í samanburði við hefðbundna ferla er stífni aftari hluta líkamans verulega bætt og búist er við að hann minnki þyngd um 15-20%.

Volvo mun kynna samþætta mótsteypu. Volvo mun fjárfesta 10 milljarða sænskra króna í verksmiðju sinni í Svíþjóð, þar sem það mun kynna nýja og sjálfbærari tækni og framleiðsluferli, þar á meðal samþætt steypuferli.

Hjólabrettaundirvagn hefur orðið mikilvægur drifkraftur fyrir meðal- og langtímaþróun CTC og samþættrar deyjasteypu

Hjólabrettaundirvagninn er ein mikilvægasta byltingarkennda tæknin í núverandi bílaiðnaði. Stærsti eiginleiki þess er að aftengja efri og neðri hluta líkamans og styttir þannig þróunarferil ökutækja verulega. Þess vegna þarf hjólabrettið að vera búið burðarlausri yfirbyggingu og vírstýrðum undirvagni; til að auðvelda hleðslu getur undirvagninn ekki tekið of mikið lóðrétt pláss og samþætt rafdrifskerfi eins og „þriggja-í-einn“ hafa orðið nauðsynleg; mjög samþættar greindar einingar þurfa að vera miðlægar. Það er byggt á EES og gerir sér grein fyrir aftengingu hugbúnaðar og vélbúnaðar; það bætir massa/rúmmál orkuþéttleika rafgeyma í takmörkuðu rými, sem er mjög í samræmi við CTC rafhlöðukerfissamþættingarlausnina; eftir mikla samþættingu er uppbygging undirvagnsins flóknari og samþætt deyjasteypa getur verið meira. Það uppfyllir betur þarfir undirvagnstækni umbóta.

Á undanförnum árum hafa margir innlendir og erlendir framleiðendur í röð sett á markað sjálfþróaða hjólabrettaundirvagna og tæknin er smám saman að þroskast.

Bættur rafhlaðaending nýrra orkubíla knýr fram þróun léttra yfirbygginga

Sala nýrra orkufarþegabíla heldur áfram að vaxa hratt og er gert ráð fyrir að hún fari yfir 5,4 milljónir eintaka árið 2022. Frá 2018 til 2021 var sölumagn nýrra orkufarþegabíla: 1,05, 1,06, 1,20 og 3,32 milljónir eintaka í sömu röð; hlutfall nýrra orkufarþegabíla árið 2021 er 15,5%. Í mars 2022 náði skarpskyggni nýrra orkufarþegabíla 24,7% og náði nýju hámarki. Við teljum að sala nýrra orkufarþegabíla muni fara yfir 5,4 milljónir eintaka árið 2022.

Þyngd þriggja rafkerfa nýrra orkutækja eykst verulega. Í samanburði við eldsneytisbíla eru ný orkutæki með færri vélar og gírkerfi, en vegna þess að orkuþéttleiki rafhlöðunnar (um 0.1-0.3KWH/KG) er lægri en eldsneytis (yfir 12KWH/KG) ), eykst þyngd þriggja rafkerfisins verulega. Við völdum mismunandi kraftútgáfur af nokkrum gerðum undir nokkrum vörumerkjum til að bera saman og reikna út eiginþyngd. Í samanburði við eldsneytisútgáfuna jókst þyngd hreinu rafmagnsútgáfunnar um 19% í 32% og þyngd tengitvinnútgáfunnar jókst um 12% í 18%.

Krafan um bætt siglingasvið hefur knúið fram þróun léttra farartækja. Í samanburði við hefðbundin eldsneytisbílar eru ný orkutæki þyngri, sem hefur alvarleg áhrif á siglingasvið þeirra.

Léttvigt bifreiða getur verulega bætt afköst nýrra orkutækja, aðallega hvað varðar umhverfisvernd, gagnsemi, afl, öryggi og hemlun.

Ál er eins og er hagkvæmasta létt efnið fyrir bíla yfirbyggingar

Léttþyngd bifreiða er aðallega náð með því að nota létt efni. Helstu leiðirnar til að draga úr þyngd ökutækja eru meðal annars fínstillingarhönnun, létt efnisnotkun og léttur vinnslu- og framleiðslutækni. Meðal þeirra eru núverandi helstu léttvigtarráðstafanir fyrir bíla aðallega notkun léttra efna.

Meðal ýmissa léttra efna hefur álblendi hæsta kostnaðarafköst. Í samanburði við ýmis málmblöndur og samsett efni hefur álblendi augljósa alhliða kosti í frammistöðu, þéttleika og verði og er hagkvæmasta létta efnið.

Tengitækni, frammistaða burðarhluta og stærð takmarkar notkun álefna í bifreiðum

Framleiðsluferlið álhluta er mun flóknara en stálhlutar. Ef ál er notað í stað stáls má venjulega minnka þyngd bolsins í hvítu um 1/3. Tökum Audi A8 sem dæmi. Vegna yfirbyggingarinnar úr áli er kroppurinn í hvítu aðeins 215 kg. Hins vegar getur mikil hitaleiðni álmálms auðveldlega valdið vandamálum eins og minni suðuafköstum og mengun rafskauta af oxíðlaginu á ál yfirborðinu. Þar að auki getur hár varmaþenslustuðull áls auðveldlega leitt til mikillar aflögunar hluta. Enn að taka Audi A8 sem dæmi, framleiðsla yfirbyggingar hans krefst 14 tegunda tengiferla, þar á meðal MIG-suðu, fjarstýrð leysisuðu, o.s.frv. Ferlið er miklu meira flókið en stálbyggingin í hvítu, sem er aðallega viðnámssuðu .

Yfirbyggingarhlutir bíls hafa miklar kröfur um afköst og gegndræpi álefna er takmarkað. Venjulega eru burðarhlutar líkamans stórir, flóknir í byggingu og veggþykktin er venjulega aðeins 2-3mm. Þeir þurfa að hafa mikla lengingu og mikinn styrk til að uppfylla kröfur um öryggisafköst (hrunpróf) og kröfur um hlutatengingu. Með byltingum í lykiltækni eins og ferlum/efnum/búnaði er búist við að skarpskyggni burðarhluta úr álblöndu haldi áfram að aukast.

Steyputækni heldur áfram að þróast og gera nýjungar

Deyjasteypuferlið var upprunnið árið 1885 og var fyrst notað í bílaiðnaðinum árið 1904 í formi steyptra tengistangalaga. Deyjasteypuvélar hafa upplifað tæknibylting eins og pneumatic deyjasteypu, köldu hólfa deyjasteypu og tvístungna deyjasteypu. Eins og er hefur deyjasteypubúnaður þróast í deyjasteypueyju með deyjasteypuvélinni/mótinu sem kjarna og aðstoðað af öðrum jaðarbúnaði.

Háþrýstisteypa er skilvirk vinnslutækni sem hentar fyrir álefni

Háþrýstisteypa er skilvirk vinnslutækni sem hentar fyrir álefni. Þrýstisteypa skiptist aðallega í háþrýstisteypu, lágþrýstingssteypu, misþrýstisteypu o.s.frv. Þar á meðal eru lágþrýstisteypa og misþrýstisteypa aðallega notuð á vélar- og undirvagnssvæðum, en háþrýstisteypa er í auknum mæli. notað í yfirbyggingar bifreiða vegna mikillar skilvirkni og lítillar veggþykktar á unnum hlutum, og er mikilvæg stefna í framtíðinni.

Deyjasteypu er skipt í köldu hólf deyja steypu og heitt hólf deyja steypu: kalt hólf deyja steypu er aðallega notað í framleiðslu á stórum hlutum, svo sem bílahlutum, samskiptastöð kælihlutum osfrv .; heithólfsdeyjasteypa er mikið notað í framleiðslu á litlum rafeindatækni eða 3C vörum, svo sem USB tengi, fartölvuhylki osfrv.