ギガキャスティング: 自動車製造における最もホットなトレンド

ギガキャスティングが大流行中
自動車製造業界で。そして、テスラは
巨大で高圧的な圧力を伴うこの用語が主流になった
自動車のシャーシやフレームを打ち抜くアルミダイカストマシン
ボディ・イン・ホワイト — このテクノロジーは主に次のような分野で普及しています。
中国本土。現在、トヨタを含む他の自動車メーカーも注目している
プロセス。

採用の増加
アルミニウム製ギガキャスティングモジュールと構造部品は主に
車両の継続的な増加を防ぐ必要性によるもの
軽量化、燃料効率の向上、増大する需要への対応
バッテリー電気自動車用。正しく行われると、ギガキャスティングは次のようになります。
理論的には、
単一のモジュールを鋳造することにより、数十の身体部品を溶接します。しかし
会話の多くは、基本的な障害を無視しています。
テクノロジーを実装しています。

これらの大規模なギガキャスティング
(メガキャスティングとも呼ばれる) には莫大な初期費用がかかります。
金属に歪みの問題があり、衝突修復が変化する
機能があり、広範な最終検査が必要です
走査。そして、それはカスタムビルドの巨大なものを注文した後でのみです
機器を設置し、所定の位置に移動し、その方法を考える
気質プロセスを効率的に働かせます。

では、なぜ確立されているのか
業界の自動車メーカーとサプライヤーは依然としてこれらの大きな夢を追いかけています
大きな逆風が吹いているのですか？キャスティングの専門家は十分ですか
既知の運用上の問題に対する技術的な解決策はありますか? そして探しています
車両のユースケースの下流で、ADAS システムは次のようなことを防ぐことができますか?
これらの修復不可能な鋳物を補うのに十分な衝突があったでしょうか？

簡単な答え:そうではありません
コンポーネントについては、組み立て工場についてです。そしてそうではありません
の根底にある材料と方法論の変更について
車両だけでなく、創造的なプロセス自体も
変換。そしてそれは正確な工場に関するものではありません
実装ですが、まったく新しいワークフローをどのように有効にできるか
生産性の向上。

マーケットを見ると
先端鋼材のシェア、それらの部品のスタンパー、
導入シナリオにおけるコンバージョン率、S&P Global Mobility
従来のボディインホワイト (BIW) スタンピングの 15% ～ 20% が予測される
2030 年には、これらのギガキャスティングによって危険にさらされる可能性があります。足回り
通常、コンポーネントは車両の BIW シェルの約 50% を構成し、
そして、この柔らかい下腹部がギガキャスティングの焦点のターゲットです。

サプライヤー内の専門知識、
工場の設計や車両の構成はすべて変化しています。として
その結果、交通手段の破壊の時代が近づいています。
自動車産業の根幹である組み立てライン。

組み立てラインのプロセス
私たちが知っているように、それは 110 年間、無敵のチャンピオンとして君臨し続けました。
大量生産。コンポーネントはサブアセンブリ可能
オフラインでは、レーザーで各部品をスキャンして寸法精度を確認する場合があります。
ボルトには、厳密な測定データがすべて保持されている場合もあります。
パワートレインのテスト。しかし、組立ライン自体は次のように進化しました。
これらの改善を吸収します。組み立て効率に革命はない
今までは線形モデルを脅かす立場にありました。ロボット工学、
オートメーション、インダストリー 4.0、ブロックチェーンはすべて、
最新の組み立ての効率、リズム、サポートネットワーク
植物です。

OEM が注目しているのは
ギガキャストはコンポーネントとしてではなく、その方法の変更として行われます。
世界全体が機能します。演奏されるダンスの再構成
工場の壁の向こう側では内部の経済が永遠に変化するだろう
自動車。コーナー鋳物であろうと単体であろうと、
ギガキャストまたはギガプレス、車両の結合方法の変更は、
業界に。ノード構造は線形に置き換わります。
ボトルネックが発生したり解消されたり、まったく新しいものが現れたりします
生まれるでしょう。

出典: S&P グローバル
可動性

ギガキャスティングと
中国本土

アルミニウムの台頭
中国本土の自動車分野、特に
新エネルギー車 (NEV) は、軽量化と軽量化によって推進されています。
効率化のニーズ。サプライチェーンをアウトソーシングするか、
社内で生産すると、持続可能性とコストの懸念が生じます。

S＆Pグローバルによると
モビリティ、中国本土における電気自動車の生産
19年までに年間合計2030万台に達すると予想されています
— この国をEVの世界的リーダーとして確固たる地位を築く
セクタ。現在、中国は多大な影響力を及ぼそうとしている。
世界中でギガキャスティング。

こうすることで力が湧いてきます
中国本土のEVメーカーはより多くのアルミニウム素材を採用する
車体の製造を容易にし、その手頃な価格を向上させます。その結果、
それは、EV市場のさらなる成長を刺激することができます。
領域。

最近の大きな変化は、
アルミニウムのギガキャストモジュールと構造部品が見られました
NIO の ET5 と Geely の Zeekr 009 を搭載 — どちらも特徴
一体型アルミニウム製ギガキャスト製リアフロア。一方、Xpengさんは、
G6 の特徴は、アルミニウムのメガキャスト一体型フロントだけではありませんでした。
フロントショックタワーとサイドメンバーを含むコンパートメントですが、
リアフロアも一体型。これら XNUMX つのモジュールは別々にありました
LKグループのプレス力7,000トンのメガキャスティングをXNUMX台使用して鋳造
マシン。

テスラのギガキャスティングとは異なります
量産モデル – 社内アプローチが特徴です。
ギガキャスティング施設への多額のグリーンフィールド投資
最終組立工場に隣接 - これらの自動車メーカー
ギガキャスティングをティア 1 サプライヤーに委託し、新たなサービスを生み出す
コラボレーション。この変化により、次のようなメリットが期待できます。
OEM と Tier 1 サプライヤーの間で責任を分散し、
リスクを軽減しながら技術を共同開発する
多額の先行投資と可能性を伴う
デリケートな特許侵害。そうは言っても、課題は機械のようなものです
可用性と技術的な紛争が残っており、それが怒号をもたらす可能性がある
今後のコラボレーション。

中国人本土では
モデル、舞台裏では、これらを統合する広範な準備が行われています
ギガキャストから本体への実質的な外部委託モジュール
組み立てライン。過去数か月にわたって、いくつかのコラボレーションが行われました
Seresとの間のパートナーシップを含む）が発表されました。
Wencan、Human Horizon EV、Tuopu、Li Auto と未公開の
ティア 1 サプライヤーなど。

の人気の高まり
ギガキャスティングに対するアウトソーシングのアプローチも明らかです。
自動車メーカーは多額の先行投資を回避できる
独自のギガキャスティング設備を構築する必要がある。

高価な
ギャンブル？

費用対効果の分析
ギガキャスティングは、十分な成果を達成することに基づいている必要があります。
ファーストパス歩留まりは十分に維持されていますが、まだ十分ではありません
同じ部品の注文数が多すぎる。比較する場合
ギガキャスティングから従来のスチールスタンピングまたはアルミニウムステッチ、
それでも、S&P Global Mobility は、XNUMX つのサービスの単価を評価します。
一体型のギガキャストアルミニウム製リアフロアが有効です。

合理化するために
生産チェーンを強化し、生産効率を向上させる、ティア 1
ギガキャスティングのサプライヤーは、からの注文を統合する可能性があります。
OEM (相手先商標製品製造業者) による冗長性の回避
ギガキャスティング機械への投資。ただし、ダウンタイムは、
ギガキャスティングマシンのスイッチツール。多くの場合、数重量の重さがあります。
トン、数時間から数日にわたる場合もあり、必然的に
稼働率と生産性。

前回に基づいて
典型的な 6,000T プレス力のメガ鋳造機の分析
リアフロアモジュールの製造、年間最大生産能力は
100,000 ～ 150,000 個、サイクルタイムは 120 ～ XNUMX 個と推定されます。
150 個あたり 16 秒、20 日あたり 300 ～ XNUMX 時間稼働し、最大 XNUMX 個まで稼働します。
90% の歩留まりを仮定した場合の年間営業日数。頻繁なツーリング
同じギガキャスティングマシン上のさまざまな部分に変更を加えると、
これらの出力数値をさらに削減します。

具体的な例としては、
上海臨港にあるテスラのギガファクトリーには、XNUMX つまたは
IDRA のギガプレスユニット XNUMX セット、特に専用
モデルYのワンピースリアフロアを鋳造。
このモデルの生産能力は最大に達すると推定されています
ギガプレスの規模から考えると年間600,000万台
単位

テスラの回路図
モデル 3 (左) とモデル Y のホワイトボディの従来型とモデル Y の比較
ギガキャストアセンブリ。モデル 3 は 171 個の金属片で構成されていますが、
新しいギガキャストモデル Y の背面構造には、わずか XNUMX つの部品が必要です。
金属が使用され、溶接が 1,600 個減少しました。

画像出典: テスラ

しかし、テスラはそうしないことを選択した
で生産されたまったく新しいモデル 3 にはギガプレス技術が活用されています。
XNUMX月に公開された中国。以前のレポートとは異なり、
このモデルは一体型のアルミニウム製リアフロアを備えていませんでした。
より大きな一体型ギガキャストアンダーボディが組み込まれています。

したがって、私たちは次のように主張します
相当な数のギガキャスティングマシンのみが効果的に実行できます。
アウトソーシングされたギガキャスティングのサプライチェーンを維持します。何故ですか？
最大出力量が 150,000 に制限されていることを考慮すると、
年間の生産量を考えると、既存の生産能力では対応できないことは明らかです。
モデル 3 ボリュームの追加プログラムをサポートします。メガキャスティング
スタンドは満席で空き地がない
社内を拡大するためのさらなる投資のリソースまたは計画
テスラ臨港工場の生産能力は、少なくとも現時点では。

～への障害
ギガキャスティング

OEM とサプライヤーはどのようにすればよいでしょうか
ギガキャスティング技術と伝統的なボディショップを統合
プロセス? イーロン・マスク氏も指摘しているように、作るのはより複雑です。
最終製品ではなく「機械を作る機械」
そのもの。

の生産
ギガキャスティングマシンには数ヶ月の投資が必要ですが、
製造と細心の微調整の両方に専念し、
機械は適切なレベルの信頼性と安定性を達成します
一貫した出力を実現します。これらのプロセスは間違いなく、
労働集約的であり、専門知識を大量に注入する必要がある
知識。現在、数社の企業が存在していますが、
(LK グループ、ビューラー、ワイズミ、ハイタン、UBE を含む)、
ギガキャスティングマシンの製造。その結果、新たに発見されたのは、
ギガキャスティングの容量がエスカレーションに対応できない
電動車両の需要。

といった問題もあります
工場現場での生産管理。メガキャストされたシングルピース
機械は、OEM にとって大幅なコスト削減の機会を提供します。
機械、ロボット、肉体労働者の存在
伝統的な車体植物。ただし、XNUMX つの実装
独特の製造システム - 伝統的なボディショップ
プレス加工と溶接加工を採用したギガキャストモデル
加工工程は少ないが新たなコンベヤが必要
大量の物質を処理するシステム —
現時点での現実的な妥協。

そこで、
既存の改修または再構築をどのようにして利益を上げて行うかという問題
アウトソーシングされたギガキャスティングコンポーネントを組み込む生産ライン。
このような方法はまだ証明されておらず、現時点では正当化されていません。その間
足回り構造の一部を製作可能
ギガキャスティングはすべてのコンポーネントの必要性を排除するものではありません。
車体工場でのプレスと溶接のプロセス。

プレスの応用
メガキャスティングマシンの力はかなりの量を引き起こしました
議論。通常のアルミの高圧ダイカスト
プレス力は 4,000 トン未満です。

しかし、テスラは、
ギガキャスティングを使用するという 2019 年の画期的なイノベーションに挑戦
モデル Y の後部フロアセクションを製作するには、次の方法を使用します。
6,000から9,000トンの力。テスラもそうだ
伝えられるところによると、ほぼすべてのダイキャストが可能に近づいています。
電気自動車の足回りを一体化したもの。

中国の OEM は現在、
テスラの成功をギガキャスティングで再現しようと熱心に取り組んでいます
ますます高いプレス力を備えた機械。がある
さらに恐るべき12,000および16,000トンの報告もある
マシン。

体をメガキャストしながら
このセクションではすぐに収益が得られない可能性がありますが、
業界内で引き続きコミットメントを続けるという集団的な決意
革命的な未来が訪れるまで。使用中
体の一部を製造するためのメガキャスティングには、長期にわたる道のりが必要になる可能性があります。
収益性の高い事業を展開するため、業界はこの開発に取り組んでいます。
なぜなら、テクノロジーには伝統的なものを再考する可能性があるからです。
サプライチェーンと生産。

それにもかかわらず、S&P
グローバルモビリティの前途には、課題を含む数多くの障害があると考えられます。
ギガキャスティングマシンの台数に関連して新たな問題が発生
工場現場管理において、代替手段を模索する必要性
技術的なソリューションなど。

サプライヤーと OEM は次のことを行う必要があります。
戦略的視野を評価する際には、これらの障害を考慮する
これらのキャスティングの質問に沿ったものです。

この記事は S&P グローバルモビリティによって公開されたものであり、S&P グローバルの独立管理部門である S&P グローバルレーティングによって公開されたものではありません。