Giga-Presse - Giga Press

Giga-Presse
Druckgussmaschine Nr. 2 bei Tesla Factory , Fremont, 2020
Einstufung	Hochdruckguss (HPDC)
Industrie	Metallguss
Anwendung	Produktion von Autochassis
Maße	19,5 m × 5,9 m × 5,3 m 64 x 19 x 17 Fuß
Gewicht	410–430 Tonnen 900.000–950.000 lb
Kraftstoffquelle	Elektrisch
Angetrieben
Erfunden	~2018
Beispiele
Modell

Giga Press ist eine Reihe von Aluminiumformgussmaschinen hergestellt von Idra Gruppe in Italien. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie mit einer Schließkraft von 55.000 bis 61.000 Kilonewton (5.600 bis 6.200 tf) die größten Druckgießmaschinen der Welt sind. Jede Maschine wiegt 410–430 Tonnen (900.000–950.000 lb).

Giga Press-Maschinen mit Basisspezifikation waren seit 2018 im Idra-Katalog enthalten, wobei eine maßgeschneiderte OL 6100 CS Giga Press von Tesla, Inc. Ende 2020 für die Produktion von Chassisteilen für das Tesla Model Y gestartet wurde .

80 Kilogramm schwere Schüsse aus geschmolzenem Aluminium werden mit einer Geschwindigkeit von 10 Metern pro Sekunde (22 mph; 36 km/h) in die Kaltkammer- Gießform gespritzt . Die Zykluszeit beträgt ~80‒90 Sekunden, was eine Leistung von 40‒45 fertigen Gussteilen pro Stunde oder ~1000 Gussteile pro Tag ermöglicht.

Tesla

Im Jahr 2019 gab Jerome Guillen an, dass Tesla Grohmann Automation an einer "riesigen, riesigen, riesigen Maschine" arbeite, um "Autos in Originalgröße auf die gleiche Weise herzustellen, wie Spielzeugautos hergestellt werden".

Die beiden größten Gießmaschinen der Welt hatte Tesla laut Elon Musk im April 2020 gekauft, um das Tesla Model Y Heckchassis und Crash Rails als eine einzige Komponente gießen zu können. Im Januar 2021 kündigte Elon Musk an, auch das Heckchassis des Tesla Cybertrucks mit einer über 8.000 Tonnen starken Gießmaschine (80.000 kN) zu produzieren. Am 16. März 2021 war bei Idra der Auftrag für die erste 8.000-Tonnen-Werkzeugmaschine erteilt worden.

Ab Februar 2021 hatte Tesla drei Gießmaschinen bei Giga Shanghai installiert , zwei Maschinen in der Tesla-Fabrik in Kalifornien und jeweils eine Maschine teilweise bei Giga Berlin und Giga Austin installiert , mit Fundamenten in Vorbereitung für weitere Giga Press-Maschinen.

Funktionsprinzip

Giga Press in geschlossener Position während des Gießens + nach Entfernen des vorherigen Gusses; und in geöffneter Position für Roboterentnahme von Gussteilen + Reinigung;

Druckguss funktioniert, indem geschmolzene Metalllegierung in eine wiederverwendbare Form gedrückt wird und dann die Form geöffnet wird, um das fertige Teil zu entfernen, nachdem es erstarrt ist. Die offene Form wird auf 185 °C (365 °F) abgekühlt und von Robotern gereinigt, und frisches geschmolzenes Aluminium wird für den nächsten Zyklus vorbereitet, der 1‒2 Minuten nach dem ersten Zyklus beginnt. Jeder frische Guss wird auf ungefähre Größe zugeschnitten, gemessen, auf Unvollkommenheiten überprüft und zur CNC-Bearbeitung auf Endgröße geschickt.

Für die Giga Tesla Press-basierte Gießvorgangs Ingots und Kappholz von Aluminium in einem geschmolzenen Erdgas -powered Schmelzofen Betrieb bei 850 ° C (1600 ° F), bis der Flüssigkeit. Schlacke in Form von Aluminiumoxid wird mechanisch von der Oberfläche entfernt und der Rest des flüssigen Metalls wird durch beheizte Rohre in einen geschlossenen Wärmeofen gepumpt, der bei 750–850 °C (1.400–1.600 °F) betrieben wird und mit 400 Kilowatt beheizt wird (540 PS) elektrische Leistung. Um die Bildung von Oxiden zu verhindern, bedeckt eine Tankdecke mit Stickstoffgas das geschmolzene Aluminium, das umgewälzt wird, um eine gleichmäßige Temperatur aufrechtzuerhalten. Argongas und ein Kreisel- Entgaser werden verwendet , um Verunreinigungen zu entfernen, mit einem Silizium - Karbid - Filter entfernt die meisten anderen Partikel , die größer als 25 Mikrometer (0,98 thou).

Zu Beginn jedes Gießzyklus sprühen Roboter 35 Milliliter (1,2 imp fl oz; 1,2 US fl oz) Sojabohnenöl in einer dünnen Schicht in jede Hälfte der Form, um eine Trennung zu ermöglichen. Das Werkzeug wird geschlossen und durch Abpumpen der Luft aus dem Inneren ein niedriges Vakuum von 50 Millibar (50 hPa) erzeugt. Aus dem Warmhalteofen wird eine exakte Menge geschmolzenes Metall bei 750 °C (1.400 °F) in die Gießkammer der Giga-Presse gepumpt und mit einem Hochgeschwindigkeitskolben mit zusätzlichen 8 Millilitern (0,28 imp fl .) in die Form gedrückt oz; 0,27 US fl oz) Schmiermittel. Die Form wird geöffnet und der Rohguss bei 400 °C (750 °F) entnommen.

Ein Roboter greift hinein, entnimmt das Gussstück und legt es in einen Abschreckbehälter , um die Temperatur von 400 auf 50 °C (750 bis 120 °F) zu senken. Eine mechanische Besäumpresse schneidet die ungefähren Kanten, wobei überschüssiges Aluminium in den Schmelzofen zurückgeführt wird. Der verbleibende nützliche Teil des Gussteils wird geröntgt, um die innere Struktur zu überprüfen, per Laser getrimmt , für Passungen gebohrt und dann auf Genauigkeit computervermessen.

Gesenkstruktur

Die hintere Gussform von Tesla Model Y hat 4 bekannte sichtbare Teile:

• 2 große klassische Hauptdüsen, vertikal ausgerichtet mit Einspritzung von der Unterseite der unbeweglichen.
• 2 kleinere seitliche Keilmatrizen, die zum Einspritzen ein- und zum Entfernen herausfahren.

Das vordere Gussteil schlägt ein identisches Werkzeug-Layout vor, mit vielleicht einem fünften Keilwerkzeug darunter (Prozess) für die nach vorne gerichtete (Auto) Crash-Schienen-Halterung.

Metalllegierung

Laut Analyse von Sandy Munro ist die Aluminiumgusslegierung, die in den großen Tesla- Chassisteilen verwendet wird, in erster Linie eine Aluminium-Silizium-Mischung mit Aluminium (89,5%) und Silizium (8,5 %) sowie mehreren anderen Spurenelementen, die in die Kategorisierung von Aluminium fallen Verbandslegierung "AA 386":

Komponenten

Das Vakuum im geschlossenen Werkzeug wird durch einen 4000-Liter-Tank von Fondarex in der Schweiz erreicht.

Geschmolzenes Metall wird durch beheizte Rohre gepumpt und eine Rotationsentgasung wird durchgeführt, um die Porosität im Gussstück zu reduzieren .

Beteiligte Schritte und Maschinen:

• Schmelzofen (850 °C, 1.560 °F)
• Warmhalteofen (~750–850 °C, 1.380–1.560 °F)
• Giga Press ("DCM"‒Druckgussmaschine)
• Öltank abschrecken
• Mechanische Trimmpresse
• Röntgengerät ( Porositätsprüfung )
• Lasertrimmung
• Bohren und Gewindeschneiden (Bearbeitung)
• Laserscanning ( Koordinatenmessgerät , KMG )
• Einsetzen von Befestigungselementen
• Altmetall Zerkleinerer (immediate geschlossene Schleife Recycling von Aluminium offcuts)
• Vakuumsystem

Einbauten der zweiten von Tesla maßgeschneiderten Idra OL 6100 CS Giga Press, mit Spalt für Druckgussformen, zwischen Platten und beweglichen Kompressionshebeln

Standorte

Fremont

Roboter unmittelbar nach dem Entfernen des abgeschlossenen hinteren Megacastings des Tesla Model Y aus der Druckgussmaschine Nr. 1 (DCM1) im Tesla-Werk in Fremont, September 2020

Die Vorbereitungsarbeiten für die Installation der ersten Giga Press Druckgussmaschine (" DCM1 ") sollten im Mai 2020 in Kalifornien beginnen. Im Mai 2020 beantragte Tesla bei der Stadt Fremont eine Baugenehmigung für den Abriss einer Autowaschanlage in der Tesla-Fabrik . und installieren eines arch -förmigen Metallgebäudes für Maschinen Gießen. Im Mai / Juni 2020 Tesla warb mit einem "Castings Tooling & Process Engineer" Job, basierend auf der Tesla - Fabrik in Fremont, verantwortlich für die Produktion Ramp-up der ersten Giga Press. Im Juni 2020 wurden die Genehmigungen für Stiftungen zur Unterstützung der Giga Press in Fremont eingereicht und am 26. Juni 2020 ausgestellt.

Im Juli 2020 waren die Verlegung der elektrischen Ausrüstung und die Anhebung einer Druckluftleitung um 1,8 Meter (6 ft) erforderlich; Diese Schritte sollten die Installation des Bohr- und Gewindebohrbereichs ("Drill & Tap") für die Giga Press-basierte Gießlinie " DCM1 " im Werk Fremont ermöglichen. Vorbereitungen für den Bohr- und Gewindebohrbereich (D&T) erforderten das Verfüllen einer Grube. Mehrere Plattformen mussten installiert werden.

Ende Juli 2020 hat Tesla Genehmigungsanträge für Bauarbeiten zur Vorbereitung der Druckgussmaschine #2 ( DCM2 ) in Fremont gestellt.

Anfang August 2020 waren die Gießzelle und die erste Giga-Presse im Wesentlichen fertig, nachdem sie im Freien am nördlichen Ende des Generalversammlungsgebäudes montiert wurden. Genehmigungen für das Prüflabor wurden im August 2020 eingereicht. ( 37,4975 ° N 121,946 ° W Koordinaten : 37,4975 ° N 121,946 ° W ) 37°29′51″N 121°56′46″W /  / 37,4975; -121.946 ( Tesla Druckgussmaschine (DCM1 + DCM2): Giga Press OL6100 CS )37°29′51″N 121°56′46″W /  / 37,4975; -121.946 ( Tesla Druckgussmaschine (DCM1 + DCM2): Giga Press OL6100 CS )

Im September 2020 begann die erste Giga-Presse in Fremont (DCM1) mit der Produktion von Probeläufen des einteiligen Heckgussteils des Modells Y, und die zweite Giga-Presse in Fremont (DCM2) wurde installiert.

Am 11. März 2021 fing eine der Fremont-Pressen Feuer.

Deutschland

Ab Juli 2020 sahen die Pläne für das Tesla- Werk Giga Berlin in Brandenburg die Bereitstellung und Gründung von acht 6.100-Tonnen-Druckgussmaschinen (60.000 kN) vor. ( 52,397°N 13,793°E ) 52°23′49″N 13°47′35″E /  / 52,397; 13.793 ( Tesla Druckgussmaschinenbau: 8 Fundamente für Giga Press / 6100-Tonnen )

Tesla Model Y Fahrzeuge, die bei Giga Berlin gebaut werden, werden eine neu gestaltete Struktur haben. Europäische Modelle des Y-Modells werden zusätzlich zum Megacasting des hinteren Chassis ein Megacasting des vorderen Chassis verwenden. Die ersten 1‒2-Giga-Press-Maschinen in Berlin werden für die Chassis-Produktion des Model Y benötigt, der Rest ermöglicht Flexibilität beim schnellen Gießen großer Stückzahlen. Die ersten beiden europäischen Giga Press-Maschinen sollten bis Anfang 2021 an Giga Berlin ausgeliefert werden.

Shanghai

Lokal produzierte Kompressionsplatten (unten links) werden im Juli 2020 in der Giga- Fabrik in Shanghai entladen

Die Muttergesellschaft von Idra, LK Machinery, veranstaltete am 27. November 2019 eine Werksbesichtigung in Shenzhen , bei der eine teilweise fertige Maschine zu sehen war. Während der Werksbesichtigung wurde die lokal produzierte chinesische Maschine als „Impress-Plus DCC6000“ gebrandmarkt.

Bis Oktober 2020 wurden im Giga Werk in Shanghai drei Impress-Plus DCC6000 Maschinen für die Model Y Produktion montiert. ( 30,872° N 121,772° E ) 30°52′19″N 121°46′19″E /  / 30.872; 121.772 ( Tesla Druckgussmaschine: 3 Impress-Plus DCC6000 )

Texas

Bauarbeiter bereiten im Januar 2021 drei Giga Press-Fundamente auf dem Werksgelände von Giga Texas vor

In der Nacht vom 18. auf den 19. Januar 2021 wurden am Werksstandort von Giga Texas in der Nähe von Austin, Texas , Betonfundamente für drei Giga Press-Maschinen gegossen . ( 30,22 ° N 97,617° W ) 30°13′12″N 97°37′01″W /  / 30,22; -97.617 ( Tesla Druckgussmaschine: 3 Fundamente für Giga Press )

Am 21. Januar 2021 trafen die ersten Giga Press-Komponenten vor Ort ein.

Am 22. Januar 2021 wurde das Grundgestell der ersten Giga Press ausgepackt und in Position gebracht. Bis Ende Januar 2021 wurde eine Kompressionsplatte eingehoben, die anderen beiden waren zum Kranen bereit.

Am 2. Februar 2021 sind alle wesentlichen Komponenten der ersten Giga Press am Standort Austin eingekrant.

Am 15. April 2021 trafen bei Giga Texas Komponenten für eine zweite Giga-Presse ein.

Glovitech

LK Technology lieferte eine Impress-Plus DCC 6000-Maschine für Glovitech aus Südkorea, installiert in der Industriezone Vân Trung, Bezirk Việt Yên , Provinz Bắc Giang , Vietnam. Die Maschine wird zur Herstellung großer Faradayscher Käfige (Hochfrequenzgehäuse) für 5G- Mobilfunkbasisstationen eingesetzt. Die Maschine wurde im Dezember 2020 ausgeliefert und produzierte im März 2021 die ersten Gussteile.

Verweise

Fremont-Genehmigungen

Externe Links