Oleh Norihiko Shirouzu
AUSTIN, Texas (Reuters) – Tesla telah menggabungkan serangkaian inovasi untuk membuat terobosan teknologi yang dapat mengubah cara mereka membuat kendaraan listrik dan membantu Elon Musk mencapai tujuannya untuk mengurangi separuh biaya produksi, kata lima orang yang mengetahui langkah tersebut.
Perusahaan ini memelopori penggunaan mesin press besar dengan tekanan penjepit 6.000 hingga 9.000 ton untuk mencetak struktur depan dan belakang Model Y dalam proses “gigacasting” yang memangkas biaya produksi dan membuat para pesaing berebut untuk mengejar ketinggalan.
Dalam upaya untuk memperluas keunggulannya, Tesla mendekati inovasi yang memungkinkannya untuk membuat hampir seluruh bagian kompleks bagian bawah bodi kendaraan listrik menjadi satu bagian, dibandingkan sekitar 400 bagian pada mobil konvensional, kata sumber tersebut.
Pengetahuan tersebut adalah inti dari strategi manufaktur Tesla yang belum dipaketkan, yang diungkapkan oleh Chief Executive Musk pada bulan Maret, yang merupakan inti dari rencananya untuk menghasilkan puluhan juta kendaraan listrik yang lebih murah dalam dekade mendatang, dan masih menghasilkan keuntungan, kata sumber tersebut.
Meskipun Tesla mengatakan model tanpa kotaknya melibatkan produksi sub-rakitan besar sebuah mobil pada saat yang sama dan kemudian menyatukannya, ukuran dan susunan blok modular masih menjadi bahan spekulasi.
Terry Woychowski, presiden perusahaan teknik Amerika Caresoft Global, mengatakan jika Tesla berhasil melakukan gigacast sebagian besar bagian bawah bodi kendaraan listrik, hal itu akan semakin mengganggu cara mobil dirancang dan diproduksi.
“Hal ini merupakan faktor pendukung steroid. Hal ini memiliki implikasi yang besar bagi industri, namun ini merupakan tugas yang sangat menantang,” kata Woychowski, yang bekerja untuk produsen mobil AS GM selama lebih dari tiga dekade. “Transmisi sangat sulit dilakukan, apalagi semakin besar dan rumit.”
Dua sumber mengatakan bahwa desain dan teknik manufaktur baru Tesla yang sebelumnya tidak dilaporkan berarti perusahaan tersebut dapat mengembangkan mobil dari awal dalam waktu 18 hingga 24 bulan, sementara sebagian besar pesaingnya saat ini dapat membutuhkan waktu antara tiga hingga empat tahun.
Kelima orang tersebut mengatakan bahwa satu kerangka besar – yang menggabungkan bagian depan dan belakang dengan bagian tengah bodi mobil tempat baterai ditempatkan – dapat digunakan pada mobil listrik kecil Tesla yang akan diluncurkan dengan banderol harga $25.000 pada pertengahan dekade ini.
Tesla diperkirakan akan membuat keputusan mengenai apakah akan membuat platform tersebut menjadi utuh secepatnya pada bulan ini, kata tiga sumber, meskipun jika mereka terus maju, produk akhir dapat berubah selama proses validasi desain.
Baik Tesla maupun Musk tidak menanggapi pertanyaan Reuters mengenai cerita ini.
PENCETAKAN 3D DAN PASIR
Terobosan yang dilakukan Tesla berpusat pada bagaimana cetakan raksasa untuk sebagian besar dirancang dan diuji untuk produksi massal, dan bagaimana cetakan dapat menggabungkan subframe berongga dengan rusuk internal untuk mengurangi bobot dan meningkatkan kelayakan tabrakan.
Dalam kedua kasus tersebut, inovasi tersebut, yang dikembangkan oleh spesialis desain dan pengecoran di Inggris, Jerman, Jepang, dan Amerika Serikat, melibatkan pencetakan 3D dan pasir industri, kata kelima orang tersebut. Semuanya berbicara kepada Reuters dengan syarat anonimitas karena mereka tidak berwenang berbicara kepada media.
Sejauh ini, para pembuat mobil enggan membuat struktur yang lebih besar karena adanya “dilema gigacast”: membuat cetakan untuk membuat komponen berukuran 1,5 meter persegi atau lebih akan meningkatkan efisiensi tetapi mahal dan memiliki banyak risiko.
Setelah cetakan uji logam besar dibuat, penyesuaian pemesinan selama proses desain dapat menghabiskan biaya $100.000 sekali jalan, atau pengerjaan ulang cetakan seluruhnya mungkin memerlukan biaya $1,5 juta, menurut salah satu spesialis pengecoran. Yang lain mengatakan keseluruhan proses desain untuk cetakan logam besar biasanya memakan biaya sekitar $4 juta.
Hal ini dianggap sebagai penghalang bagi para pembuat mobil – terutama karena sebuah desain mungkin memerlukan setengah lusin penyesuaian atau lebih untuk mendapatkan cetakan yang sempurna dari sudut pandang kebisingan dan getaran, kesesuaian dan penyelesaian akhir, ergonomis dan kelayakan tabrakan, kata sumber tersebut.
Namun visi Musk sejak awal adalah menemukan cara untuk menyatukan bagian bawah bodi mobil, meskipun ada risikonya, kata sumber tersebut.
Untuk mengatasi kendala tersebut, Tesla beralih ke perusahaan yang membuat cetakan uji dari pasir industri dengan printer 3D. Dengan menggunakan file desain digital, printer yang dikenal sebagai jet pengikat menyimpan bahan pengikat cair ke lapisan tipis pasir dan secara bertahap membuat cetakan, lapis demi lapis, yang dapat mencetak paduan cair.
Menurut salah satu sumber, biaya proses validasi desain dengan pengecoran pasir, bahkan dengan beberapa versi, sangat minim – hanya 3% dari melakukan hal yang sama dengan prototipe logam.
Itu berarti Tesla dapat mengubah prototipe sebanyak yang diperlukan, mencetak ulang prototipe baru dalam hitungan jam menggunakan mesin dari perusahaan seperti Desktop Metal dan unitnya ExOne.
Siklus validasi desain menggunakan pengecoran pasir hanya memakan waktu dua hingga tiga bulan, kata dua sumber, dibandingkan dengan enam bulan hingga satu tahun untuk prototipe cetakan logam.
PADUAN YANG DIBUAT KHUSUS
Subframe di bagian bawah bodi mobil biasanya berlubang untuk menghemat bobot dan meningkatkan kelayakan tabrakan. Saat ini, mereka dibuat dengan mencap dan mengelas beberapa bagian menjadi satu sehingga meninggalkan ruang kosong di tengahnya.
Untuk membuat subframe berlubang sebagai bagian dari satu gigacasting, Tesla berencana untuk menempatkan inti pasir padat yang dicetak oleh jet pengikat di dalam keseluruhan cetakan. Setelah bagian tersebut dituang, pasir dibuang untuk meninggalkan rongga.
Namun terlepas dari fleksibilitas yang lebih besar yang dicapai baik dalam proses desain maupun kompleksitas rangka besar, masih ada satu lagi rintangan besar yang harus diatasi.
Paduan aluminium yang digunakan untuk menghasilkan coran berperilaku berbeda dalam cetakan pasir dan logam dan sering kali gagal memenuhi kriteria Tesla untuk kelayakan tabrakan dan atribut lainnya.
Para spesialis pengecoran mengatasinya dengan memformulasikan paduan khusus, menyempurnakan proses pendinginan paduan cair, dan juga melakukan perlakuan panas setelah produksi, kata tiga sumber. Dan begitu Tesla puas dengan cetakan prototipenya, Tesla kemudian dapat berinvestasi pada cetakan logam akhir untuk produksi massal.
Sumber tersebut mengatakan mobil kecil Tesla yang akan datang telah memberinya peluang sempurna untuk menghadirkan platform EV secara utuh, terutama karena bagian bawah bodi mobilnya lebih sederhana.
Jenis mobil kecil yang dikembangkan Tesla – satu untuk penggunaan pribadi dan satu lagi robotaxi – tidak memiliki “overhang” besar di bagian depan dan belakang, karena tidak banyak kap mesin atau bagasi belakang.
“Ini seperti perahu, tempat baterai dengan sayap kecil terpasang di kedua ujungnya. Masuk akal jika dibuat dalam keadaan utuh,” kata seseorang.
Namun, sumber tersebut mengatakan bahwa Tesla masih harus memutuskan jenis gigapress apa yang akan digunakan jika memutuskan untuk membuat bagian bawah bodi mobil menjadi utuh – dan pilihan itu juga akan menentukan seberapa rumit rangka mobilnya.
Untuk melubangi bagian tubuh sebesar itu dengan cepat, orang-orang mengatakan Tesla memerlukan gigapress baru yang lebih besar dengan kekuatan penjepitan besar sebesar 16.000 ton atau lebih, yang akan memiliki label harga yang mahal dan mungkin memerlukan bangunan pabrik yang lebih besar.
Tiga dari lima sumber mengatakan satu masalah dengan mesin press yang menggunakan daya penjepit tinggi adalah mesin tersebut tidak dapat menampung inti pasir cetakan 3D yang diperlukan untuk membuat subframe berongga.
Orang-orang mengatakan Tesla dapat mengatasi kendala ini dengan menggunakan jenis mesin press yang berbeda di mana paduan cair dapat disuntikkan secara perlahan – sebuah metode yang cenderung menghasilkan coran berkualitas lebih tinggi dan dapat menampung inti pasir.
Namun prosesnya memakan waktu lebih lama.
“Tesla masih dapat memilih tekanan tinggi untuk produktivitas, atau mereka dapat memilih injeksi paduan lambat untuk kualitas dan keserbagunaan,” kata salah satu sumber. “Saat ini masih berupa lempar koin.”
(Diedit oleh David Clarke)