Tesla ซุ่มพัฒนาเทคโนโลยีผลิตรถอีวีราคาถูก

อัปเดตล่าสุด 14 ต.ค. 2566

ติดตามเทคโนโลยีที่จะเปลี่ยนวิธีการผลิตรถ Tesla และช่วยให้ Elon Musk บรรลุเป้าหมายในการลดต้นทุนการผลิตลงครึ่งหนึ่ง

Tesla ผู้บุกเบิกการฉีดขึ้นรูปโครงสร้างขนาดใหญ่ที่มีแรงการหนีบ 6,000-9,000 ตันสำหรับโครงสร้างด้านหน้าและด้านหลังของรุ่น Y ในกระบวนการ “Gigacasting” ซึ่งลดต้นทุนการผลิต และทำให้คู่แข่งทั้งหลายต้องดิ้นรนเพื่อตามให้ทัน

ในความพยายามที่จะขยายความเป็นผู้นำ Tesla นำความรู้ความชำนาญมาเป็นแกนหลักของกลยุทธ์การผลิต “Unboxed Process” ที่เปิดตัวโดยประธานเจ้าหน้าที่บริหาร Elon Musk ในเดือนมีนาคม ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของแผนการที่จะผลิตรถยนต์ไฟฟ้าราคาถูกหลายสิบล้านคันในทศวรรษหน้า

Tesla คิดค้น Unboxed Process หั่นต้นทุนรถอีวี

Advertisement

รอยเตอร์ (14 ก.ย. 23) ได้เปิดเผยข้อมูลเรื่องนี้โดย เทอร์รี วอยโชสกี้ (Terry Woychowski) ประธานบริษัทแคร์ซอฟท์ โกลบอล บริษัทวิศวกรรมของสหรัฐฯ ซึ่งเคยทำงานให้กับ GM ผู้ผลิตรถยนต์ของสหรัฐฯ มานานกว่าสามทศวรรษ ได้แสดงข้อกังวลว่า การฉีดขึ้นรูปชิ้นงานขนาดใหญ่และซับซ้อนมากขึ้นเป็นเรื่องยากมาก แม้เทสลาจัดการระบบ Gigacast ใต้ท้องรถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ได้ แต่มันจะยังมีปัญหาอื่นที่ขัดขวางวิธีการออกแบบและผลิตรถยนต์

แหล่งข่าว 5 รายไม่เปิดเผยชื่อของรอยเตอร์กล่าวว่า เฟรมขนาดใหญ่เพียงเฟรมเดียวซึ่งรวมส่วนหน้าและด้านหลังเข้ากับส่วนล่างตรงกลางซึ่งเป็นที่เก็บแบตเตอรี่ สามารถนำไปใช้กับรถยนต์ไฟฟ้าขนาดเล็กของ Tesla ซึ่งมีเป้าหมายที่จะเปิดตัวด้วยราคา 25,000 ดอลลาร์ภายในกลางทศวรรษนี้

ความก้าวหน้าของ Tesla ได้ให้ความสำคัญกับวิธีการออกแบบและทดสอบแม่พิมพ์ขนาดยักษ์สำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่ในการผลิตแบบจำนวนมาก (Mass production) และวิธีที่การหล่อสามารถรวมเฟรมย่อยแบบกลวงเข้ากับซี่โครงภายในเพื่อลดน้ำหนักและเพิ่มความทนทานต่อการชนได้

ในทั้งสองกรณี นวัตกรรมที่พัฒนาโดยผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบและการหล่อในสหราชอาณาจักร เยอรมนี ญี่ปุ่น และสหรัฐอเมริกา เกี่ยวข้องกับการพิมพ์ 3 มิติ (3D Printing) และทรายอุตสาหกรรม

การพิมพ์ 3 มิติและทราย

เมื่อสร้างแม่พิมพ์ทดสอบโลหะขนาดใหญ่แล้ว การปรับแต่งเครื่องจักรในระหว่างขั้นตอนการออกแบบอาจมีค่าใช้จ่าย 100,000 เหรียญสหรัฐต่อครั้ง หรือการทำแม่พิมพ์ใหม่ทั้งหมดอาจมีมูลค่า 1.5 ล้านเหรียญสหรัฐ ตามที่ผู้เชี่ยวชาญด้านการหล่อคนหนึ่งกล่าว ในขณะที่กระบวนการออกแบบแม่พิมพ์โลหะขนาดใหญ่โดยทั่วไปจะมีราคาประมาณ 4 ล้านเหรียญสหรัฐ

แหล่งข่าวกล่าวว่า ผู้ผลิตรถยนต์มองว่าสิ่งนี้ถือเป็นสิ่งต้องห้าม โดยเฉพาะอย่างยิ่งการออกแบบอาจต้องปรับแต่งอีกหลายครั้งเพื่อให้ได้แม่พิมพ์ที่สมบูรณ์แบบจากมุมมองของเสียงและการสั่นสะเทือน ความพอดีและการตกแต่ง การยศาสตร์ และความคุ้มค่าในการชน

เพื่อเอาชนะอุปสรรค Tesla หันไปหาบริษัทที่ผลิตแม่พิมพ์ทดสอบจากทรายอุตสาหกรรมด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ การใช้ไฟล์การออกแบบดิจิทัล เครื่องพิมพ์ที่เรียกว่า Binder Jets จะฝากสารยึดเกาะของเหลวไว้บนทรายบาง ๆ แล้วค่อย ๆ สร้างแม่พิมพ์ทีละชั้น ซึ่งสามารถหล่อโลหะผสมหลอมเหลวได้

แหล่งอ้างอิงรายหนึ่งระบุว่า ต้นทุนของกระบวนการตรวจสอบการออกแบบด้วยการหล่อทราย แม้ว่าจะมีหลายเวอร์ชันก็มีค่าใช้จ่ายเพียงเล็กน้อยราว 3% ของการดำเนินการแบบเดียวกันกับแม่พิมพ์โลหะ

นั่นหมายความว่า Tesla สามารถปรับแต่งต้นแบบได้หลายครั้งตามต้องการ โดยพิมพ์ต้นแบบใหม่ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมงด้วยเครื่องพิมพ์จากบริษัทต่าง ๆ เช่น Desktop Metal และ ExOne

แหล่งข่าว 2 รายกล่าวว่า รอบการตรวจสอบการออกแบบโดยใช้การหล่อทรายใช้เวลาเพียง 2-3 เดือน เมื่อเทียบกับแม่พิมพ์โลหะที่ต้องใช้เวลานานตั้งแต่ 6 เดือนถึง 1 ปี

โลหะผสมสั่งทำพิเศษ

เฟรมย่อยใต้ท้องรถโดยทั่วไปจะกลวงเพื่อลดน้ำหนักและปรับปรุงความทนทานต่อการชน ปัจจุบันผลิตด้วยวิธีการปั๊มและเชื่อมหลายส่วนเข้าด้วยกันโดยเหลือช่องว่างไว้ตรงกลาง

ในการหล่อเฟรมย่อยที่มีโพรงซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการหล่อแบบ gigacasting ครั้งหนึ่ง Tesla วางแผนที่จะวางแกนทรายแข็งที่พิมพ์โดยเครื่องพ่นสารยึดเกาะไว้ภายในแม่พิมพ์ เมื่อหล่อชิ้นส่วนแล้ว ทรายจะถูกเอาออกเพื่อทิ้งช่องว่างไว้

แต่ถึงแม้จะมีความยืดหยุ่นมากขึ้นทั้งในกระบวนการออกแบบและความซับซ้อนของเฟรมขนาดใหญ่ แต่ก็ยังมีอุปสรรคสำคัญอีกประการที่ต้องจัดการคือ อะลูมิเนียมอัลลอยที่ใช้ในการผลิตงานหล่อมีลักษณะแตกต่างกันในแม่พิมพ์ทรายและโลหะ และมักจะไม่เป็นไปตามเกณฑ์ของ Tesla ในเรื่องความผิดพลาดและคุณลักษณะอื่น ๆ

ผู้เชี่ยวชาญด้านการหล่อเอาชนะสิ่งนั้นด้วยการกำหนดสูตรโลหะผสมพิเศษ ปรับแต่งกระบวนการหล่อเย็นของโลหะผสมหลอมเหลวอย่างละเอียด และยังมาพร้อมกับการอบชุบด้วยความร้อนหลังการผลิต แหล่งข่าว 3 รายกล่าว และเมื่อ Tesla พอใจกับแม่พิมพ์ต้นแบบแล้ว ก็สามารถลงทุนในโลหะขั้นสุดท้ายสำหรับการผลิตจำนวนมากได้

แหล่งข่าวกล่าวว่า รถยนต์ขนาดเล็กที่กำลังจะมาถึงของ Tesla ได้ให้โอกาสที่ดีในการหล่อแพลตฟอร์ม EV เป็นชิ้นเดียว สาเหตุหลักมาจากส่วนล่างของรถนั้นเรียบง่ายกว่า

รถยนต์ขนาดเล็กประเภทที่ Tesla กำลังพัฒนาจะเป็นรถยนต์ส่วนบุคคลและอีกคันคือโรโบแท็กซี่ ซึ่งไม่มี “ส่วนยื่น” ขนาดใหญ่ที่ด้านหน้าและด้านหลัง เนื่องจากไม่มีฝากระโปรงหน้าหรือท้ายรถมากนัก

อย่างไรก็ตาม แหล่งข่าวกล่าวว่า Tesla ยังคงต้องตัดสินใจว่าจะใช้ Gigapress ชนิดใดหากตัดสินใจที่จะประกอบส่วนล่างของรถเป็นชิ้นเดียว และตัวเลือกดังกล่าวจะเป็นตัวกำหนดความซับซ้อนของโครงรถด้วย

เพื่อผลิตชิ้นส่วนขนาดใหญ่ดังกล่าวอย่างรวดเร็ว ผู้คนกล่าวว่า Tesla ต้องการ Gigapress ที่ใหญ่กว่าเดิมซึ่งมีกำลังบีบอัด 16,000 ตันขึ้นไป ซึ่งจะมาพร้อมกับราคาเครื่องที่แพงและอาจต้องมีอาคารโรงงานที่ใหญ่ขึ้น

แหล่งข่าวสามในห้ารายได้ยกปัญหาอีกประการหนึ่งของแท่นพิมพ์ที่ใช้กำลังหนีบสูงก็คือ พวกเขาไม่สามารถวางแกนทรายที่พิมพ์แบบ 3 มิติ ซึ่งจำเป็นในการสร้างเฟรมย่อยแบบกลวงได้

ผู้คนกล่าวว่าเทสลาสามารถแก้ไขอุปสรรคเหล่านี้ได้โดยใช้เครื่องอัดประเภทอื่น ซึ่งสามารถฉีดโลหะผสมที่หลอมละลายเข้าไปได้ช้า ๆ ซึ่งเป็นวิธีการที่มีแนวโน้มที่จะทำให้การหล่อมีคุณภาพสูงขึ้น และสามารถรองรับแกนทรายได้ แต่กระบวนการนี้ใช้เวลานานกว่า

แหล่งข่าวรายหนึ่งกล่าวว่า “ณ จุดนี้ยังคงเป็นการโยนเหรียญอยู่ว่า Tesla จะเลือกแรงดันสูงเพื่อให้ได้ผลผลิต หรืออาจเลือกการฉีดโลหะผสมแบบช้า ๆ เพื่อคุณภาพและความอเนกประสงค์”