टेस्ला ने वन-पीस कास्टिंग तकनीक में महारत हासिल कर ली है

ऐसा लगता है कि रॉयटर्स के पास टेस्ला के भीतर बहुत अच्छे स्रोत हैं। 14 सितंबर, 2023 की एक रिपोर्ट में कहा गया है कि कम से कम 5 लोगों ने उसे बताया है कि कंपनी अपनी कारों की अंडरबॉडी को एक टुकड़े में ढालने के अपने लक्ष्य के करीब पहुंच रही है। डाई कास्टिंग मूल रूप से एक काफी सरल प्रक्रिया है। एक सांचा बनाएं, उसमें पिघली हुई धातु भरें, उसे ठंडा होने दें, सांचे को हटा दें और वोइला! तुरंत कार. यदि आप टिंकरटॉय या माचिस कार बना रहे हैं तो यह अच्छी तरह से काम करता है, लेकिन यदि आप इसका उपयोग पूर्ण आकार के वाहन बनाने के लिए करने का प्रयास करते हैं तो यह बेहद मुश्किल है।

कॉन्स्टोगा वैगन लकड़ी से बने फ़्रेमों के शीर्ष पर बनाए गए थे। शुरुआती ऑटोमोबाइल में भी लकड़ी के फ्रेम का उपयोग किया जाता था। जब हेनरी फोर्ड ने पहली असेंबली लाइन बनाई, तो मानक सीढ़ी के फ्रेम पर वाहन बनाने का था - दो लोहे की रेलें क्रॉस टुकड़ों के साथ एक साथ बंधी हुई थीं। पहली यूनीबॉडी प्रोडक्शन कार 1934 में सिट्रोएन ट्रैक्शन अवंत थी, उसके बाद अगले वर्ष क्रिसलर एयरफ्लो आई।

यूनीबॉडी कारों के नीचे कोई फ्रेम नहीं होता है। इसके बजाय, मेटल बॉडी को इस तरह आकार दिया गया है कि यह ड्राइवट्रेन के वजन का समर्थन कर सके और दुर्घटना की स्थिति में रहने वालों की रक्षा कर सके। 1950 के दशक की शुरुआत में, होंडा और टोयोटा जैसी जापानी कंपनियों द्वारा किए गए विनिर्माण नवाचारों से प्रेरित होकर वाहन निर्माताओं ने फ्रंट-व्हील ड्राइव के साथ यूनिबॉडी कारें बनाना शुरू कर दिया।

इंजन, ट्रांसमिशन, डिफरेंशियल, ड्राइवशाफ्ट, स्ट्रट्स और ब्रेक के साथ संपूर्ण पावरट्रेन को एक अलग प्लेटफॉर्म पर स्थापित किया गया था, जिसे इंजन और ट्रांसमिशन को ऊपर से गिराने के बजाय असेंबली लाइन पर नीचे से उठाया गया था। एक फ्रेम पर बनी कारों के लिए किया गया था। बदलाव का कारण? तेज़ असेंबली समय के कारण उत्पादन की इकाई लागत कम हो गई।

लंबे समय तक, तथाकथित इकोनॉमी कारों के लिए यूनीबॉडी तकनीक को प्राथमिकता दी जाती थी जबकि बड़ी सेडान और वैगनों के लिए सीढ़ी फ्रेम पसंद थे। इसमें कुछ संकर मिश्रित थे - सामने फ्रेम रेल वाली कारें एक यूनिबॉडी यात्री डिब्बे से जुड़ी हुई थीं। चेवी नोवा और एमजीबी इस प्रवृत्ति के उदाहरण थे, जो लंबे समय तक नहीं चले।

टेस्ला ने उच्च दबाव कास्टिंग की ओर रुख किया

टेस्ला, जिसने ऑटोमोबाइल बनाने के तरीके को बाधित करने की आदत बना ली है, ने कई साल पहले उच्च दबाव कास्टिंग के साथ प्रयोग करना शुरू कर दिया था। सबसे पहले इसने पीछे का ढांचा बनाने पर ध्यान केंद्रित किया। जब उसे यह अधिकार मिल गया, तो उसने सामने की संरचना बनाना शुरू कर दिया। अब, सूत्रों के मुताबिक, टेस्ला एक ही ऑपरेशन में फ्रंट, सेंटर और रियर सेक्शन पर प्रेशर कास्टिंग पर ध्यान केंद्रित कर रहा है।

क्यों? क्योंकि पारंपरिक विनिर्माण तकनीकें 400 व्यक्तिगत स्टांपिंग का उपयोग करती हैं जिन्हें फिर एक पूर्ण यूनीबॉडी संरचना बनाने के लिए वेल्डेड, बोल्ट, स्क्रू या एक साथ चिपकाना पड़ता है। यदि टेस्ला को यह अधिकार मिल जाता है, तो इसकी विनिर्माण लागत में 50 प्रतिशत तक की कमी आ सकती है। बदले में, इससे हर दूसरे निर्माता पर प्रतिक्रिया देने या खुद को प्रतिस्पर्धा करने में असमर्थ महसूस करने का जबरदस्त दबाव पड़ेगा।

कहने की जरूरत नहीं है कि वे निर्माता हर तरफ से पस्त महसूस कर रहे हैं क्योंकि शीर्ष यूनियन से जुड़े कर्मचारी गेट पीट रहे हैं और जो भी मुनाफा अभी भी कमाया जा रहा है उसमें से एक बड़े हिस्से की मांग कर रहे हैं।

टेरी वॉयचोस्क, जिन्होंने 3 दशकों तक जनरल मोटर्स में काम किया, ऑटोमोबाइल निर्माण के बारे में एक या दो बातें जानते हैं। वह अब अमेरिकी इंजीनियरिंग कंपनी केयरसॉफ्ट ग्लोबल के अध्यक्ष हैं। उन्होंने रॉयटर्स को बताया कि अगर टेस्ला ईवी के अधिकांश अंडरबॉडी को गीगाकास्ट करने में कामयाब हो जाता है, तो यह कारों के डिजाइन और निर्माण के तरीके को और बाधित कर देगा। “यह स्टेरॉयड पर एक सक्षमकर्ता है। इसका उद्योग जगत पर बहुत बड़ा प्रभाव है, लेकिन यह एक बहुत ही चुनौतीपूर्ण कार्य है। कास्टिंग करना बहुत कठिन है, खासकर बड़ी और अधिक जटिल।"

दो सूत्रों ने कहा कि टेस्ला की नई डिजाइन और विनिर्माण तकनीकों का मतलब है कि कंपनी 18 से 24 महीनों में एक कार विकसित कर सकती है, जबकि अधिकांश प्रतिद्वंद्वी वर्तमान में तीन से चार साल तक का समय ले सकते हैं। एक बड़ा फ्रेम - सामने और पीछे के हिस्सों को मध्य अंडरबॉडी के साथ जोड़कर जहां बैटरी रखी जाती है - का उपयोग एक नई, छोटी इलेक्ट्रिक कार बनाने के लिए किया जा सकता है जो लगभग 25,000 डॉलर में बिकती है। तीन सूत्रों ने कहा कि टेस्ला को इस महीने जल्द से जल्द एक वन-पीस प्लेटफ़ॉर्म तैयार करने का निर्णय लेने की उम्मीद थी।

आगे महत्वपूर्ण चुनौतियाँ

उच्च दबाव कास्टिंग का उपयोग करने में टेस्ला के लिए सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक सबफ्रेम को डिजाइन करना है जो खोखले हैं लेकिन दुर्घटनाओं के दौरान होने वाली ताकतों को नष्ट करने में सक्षम बनाने के लिए आवश्यक आंतरिक पसलियां हैं। सूत्रों का दावा है कि ब्रिटेन, जर्मनी, जापान और संयुक्त राज्य अमेरिका में डिजाइन और कास्टिंग विशेषज्ञों द्वारा किए गए नवाचारों में 3डी प्रिंटिंग और औद्योगिक रेत का उपयोग किया जाता है।

बड़े घटकों की उच्च दबाव कास्टिंग के लिए आवश्यक सांचे बनाना काफी महंगा हो सकता है और काफी जोखिम के साथ आता है। एक कास्टिंग विशेषज्ञ के अनुसार, एक बार एक बड़ा धातु परीक्षण मोल्ड बन जाने के बाद, डिज़ाइन प्रक्रिया के दौरान मशीनिंग बदलावों की लागत $100,000 हो सकती है, या मोल्ड को पूरी तरह से दोबारा करने पर $1.5 मिलियन का खर्च आ सकता है। एक अन्य ने कहा कि एक बड़े धातु के सांचे की पूरी डिज़ाइन प्रक्रिया में आमतौर पर लगभग $4 मिलियन का खर्च आएगा।

कई वाहन निर्माताओं ने लागत और जोखिमों को बहुत अधिक माना है, खासकर जब शोर और कंपन, फिट और फिनिश, एर्गोनॉमिक्स और क्रैशवर्थनेस के परिप्रेक्ष्य से एक आदर्श डाई प्राप्त करने के लिए एक डिज़ाइन को आधा दर्जन या अधिक बदलावों की आवश्यकता हो सकती है। लेकिन जोखिम एक ऐसी चीज़ है जो शायद ही कभी एलोन मस्क को परेशान करती है, जो रॉकेट को पीछे की ओर उड़ाने वाले पहले व्यक्ति थे।

औद्योगिक रेत एवं 3डी प्रिंटिंग

टेस्ला ने कथित तौर पर उन कंपनियों की ओर रुख किया है जो 3डी प्रिंटर के साथ औद्योगिक रेत से टेस्ट मोल्ड बनाती हैं। डिजिटल डिज़ाइन फ़ाइल का उपयोग करते हुए, बाइंडर जेट के रूप में जाने जाने वाले प्रिंटर रेत की एक पतली परत पर एक तरल बाइंडिंग एजेंट जमा करते हैं और धीरे-धीरे परत दर परत एक सांचे का निर्माण करते हैं, जो पिघली हुई मिश्र धातुओं को डाई कर सकता है। एक स्रोत के अनुसार, रेत कास्टिंग के साथ डिजाइन सत्यापन प्रक्रिया की लागत धातु प्रोटोटाइप के साथ समान काम करने की लागत का लगभग 3% है।

इसका मतलब है कि टेस्ला डेस्कटॉप मेटल और इसकी एक्सवन यूनिट जैसी कंपनियों की मशीनों का उपयोग करके कुछ ही घंटों में प्रोटोटाइप को आवश्यकतानुसार बदल सकता है, एक नया प्रिंट कर सकता है। दो सूत्रों ने कहा कि रेत कास्टिंग का उपयोग करके डिजाइन सत्यापन चक्र में केवल दो से तीन महीने लगते हैं, जबकि धातु से बने सांचे के लिए छह महीने से एक वर्ष तक का समय लगता है।

हालाँकि, उस अधिक लचीलेपन के बावजूद, बड़े पैमाने पर कास्टिंग सफलतापूर्वक करने से पहले अभी भी एक और बड़ी बाधा को पार करना बाकी था। कास्टिंग का उत्पादन करने के लिए उपयोग की जाने वाली एल्यूमीनियम मिश्र धातुएं धातु से बने सांचों की तुलना में रेत से बने सांचों में अलग तरह से व्यवहार करती हैं। प्रारंभिक प्रोटोटाइप अक्सर टेस्ला के विनिर्देशों को पूरा करने में विफल रहे।

तीन सूत्रों ने कहा कि कास्टिंग विशेषज्ञों ने विशेष मिश्र धातु तैयार करके, पिघले हुए मिश्र धातु को ठंडा करने की प्रक्रिया को ठीक करके और उत्पादन के बाद गर्मी उपचार के साथ इस पर काबू पा लिया। एक बार जब टेस्ला प्रोटोटाइप रेत मोल्ड से संतुष्ट हो जाता है, तो वह बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए अंतिम धातु मोल्ड में निवेश कर सकता है।

सूत्रों ने कहा कि टेस्ला की आने वाली छोटी कार/रोबोटैक्सी ने ईवी प्लेटफॉर्म को एक टुकड़े में ढालने का एक सही मौका दिया है, मुख्यतः क्योंकि इसकी अंडरबॉडी सरल है। छोटी कारों में आगे और पीछे कोई बड़ा "ओवरहैंग" नहीं होता है। “यह एक तरह से नाव की तरह है, एक बैटरी ट्रे जिसके दोनों सिरों पर छोटे-छोटे पंख लगे होते हैं। इसे एक टुकड़े में करना उचित होगा,'' एक व्यक्ति ने कहा।

सूत्रों ने दावा किया कि टेस्ला को अभी भी यह तय करना होगा कि अगर वह अंडरबॉडी को एक टुकड़े में डालने का फैसला करता है तो किस तरह की प्रेस का उपयोग करना है। बड़े शरीर के अंगों को शीघ्रता से बनाने के लिए 16,000 टन या उससे अधिक की क्लैम्पिंग शक्ति वाली बड़ी कास्टिंग मशीनों की आवश्यकता होगी। ऐसी मशीनें महंगी होंगी और बड़े कारखाने के भवनों की आवश्यकता हो सकती है।

उच्च क्लैम्पिंग शक्ति वाले प्रेस खोखले सबफ्रेम बनाने के लिए आवश्यक 3डी-मुद्रित रेत कोर को समायोजित नहीं कर सकते हैं। उस समस्या को हल करने के लिए, टेस्ला एक अलग प्रकार के प्रेस का उपयोग कर रहा है जिसमें पिघले हुए मिश्र धातु को धीरे-धीरे इंजेक्ट किया जा सकता है - एक ऐसी विधि जो उच्च गुणवत्ता वाली कास्टिंग का उत्पादन करती है और रेत कोर को समायोजित कर सकती है।

समस्या यह है: उस प्रक्रिया में अधिक समय लगता है। लोगों में से एक ने कहा, "टेस्ला अभी भी उत्पादकता के लिए उच्च दबाव चुन सकता है, या वे गुणवत्ता और बहुमुखी प्रतिभा के लिए धीमी मिश्र धातु इंजेक्शन चुन सकते हैं।" "इस बिंदु पर यह अभी भी एक सिक्का उछालने जैसा है।"

टेकअवे

टेस्ला जो भी निर्णय लेगा, उसके ऐसे प्रभाव होंगे जो दुनिया भर के ऑटो उद्योग पर असर डालेंगे। टेस्ला, महत्वपूर्ण कीमतों में कटौती के बावजूद, अभी भी लाभ पर इलेक्ट्रिक कारें बना रहा है - कुछ ऐसा जो पुराने वाहन निर्माताओं के लिए करना बेहद मुश्किल हो रहा है।

यदि टेस्ला उच्च दबाव कास्टिंग का उपयोग करके अपनी विनिर्माण लागत को काफी कम कर सकता है, तो वे कंपनियां आर्थिक रूप से और भी अधिक दबाव में होंगी। यह कल्पना करना कठिन नहीं है कि कोडक और नोकिया के साथ क्या हुआ होगा। यह विश्व अर्थव्यवस्था और वर्तमान में पारंपरिक कारें बनाने वाले सभी श्रमिकों को कहां ले जाएगा, यह किसी का अनुमान नहीं है।

स्रोत:https://cleantechnica.com/2023/09/17/tesla-may-have-perfected-one-Piece-casting-technology/

लेखक: स्टीव हैनली

MAT एल्यूमिनियम से मे जियांग द्वारा संपादित