GIGA casting II

Když jsem psal vloni po Thermoprocess v Dusseldorfu o Mega a GIGA castingu, netušil jsem, jak velký problém se na náš řítí. Nyní skončil EUROGUSS 2024 a je zřejmé, že GIGA casting hýbe automobilovým světem.

I když mne to v praxi již asi nepotká, GIGA svět je pro mne fascinující z hlediska nových výzev.  A co bylo oficiálně publikováno? Konzultační společnost „anp management consulting GmbH“, Essen, Germany, https://www.anp-consulting.com/en/, představila zprávu „Market Overview Giga Casting and Giga Presses in the Automotive Industry“. Protože je to velmi zajímavé čtení, udělal jsem z toho výtah.

https://www.anp-consulting.com/wp-content/uploads/2024/01/Gigacasting-Megacasting-Update-Jan-2024.pdf

• Globální trh podvozků EV, kde je navrženo integrované tlakové lití, vzroste ze současných 751 milionů dolarů na hodnotu 2,6 miliardy dolarů do roku 2030
• Celkový trh s hlinkovými odlitky vzroste ze 74 miliard USD v roce 2023 na 126 miliard v roce 2032
• Společnost LK Technology společně s IDRA Group společně s Nezha Motors podepsaly strategickou spolupráci na vývoji 20 000 tunového GIGA Cílem je vyrobit celý podvozek na jeden záběr
• GIGA Press s uzavírací silou 16 000 tun se již stává standardem
• Subaru oznámilo zájem o technologii GIGA Zatím ale není nic potvrzeno.
• Nový závod Linamar ve Wellandu, Ont., bude první továrnou na GIGA casting, kterou vlastní a provozuje dodavatel autodílů v Severní Americe.
• Byly zahájeny práce na nové slovenské továrně Volvo. Závod převezme technologii GIGA Konkrétně budou v závodě instalovány dva OL 9 000 lisy vyrobené společností IDRA

Ceny GIGA lisů v Číně se pohybují v těchto relacích

• 6 000 tun ~ 6 000 000 EUR (DCC 6000 Impress Plus L.K.)
• 9 000 tun ~ 10 500 000 EUR (odhad)
• 12 000 tun> 14 500 000 EUR
• 16 000 tun ~ 20 000 000 EUR (odhad)
• Náklady na periferní zařízení pro tlakové lití jsou asi 8 milionů EUR
• Logistické náklady na GIGA lis od IDRA jsou cca. 10-15% z hodnoty stroje
• Náklady na nástroje jsou jedním z jednou z nevětších položek v ceně dílu.
• GIGA casting spoléhá na materiály na AlSi7CuMg pro Tesla nebo AlSi7MnMg pro OEM jako Volkswagen nebo Volvo

Jeden GIGA Press je schopen ročně vyrobit zhruba 120 000 ks dílů. Výroba každého dílu trvá přibližně 2 až 3 minuty. Automobilka s cílem vyrábět 500 000 BEV musí instalovat 4 až 5 GIGA lisů pro výrobnu zadního dílů, pokud bude takto připravovat i díl přední, počet lisů musí být dvojnásobný

Současní hlavní dodavatel GIGA lisů:

• Bühler, Switzerland
• Chongqing Daijang Millison Die Casting Co. Ltd., China
• Guangdong Hongtu Technology (Holdings) Co. Ltd., China
• Haitian Die Casting, Mexiko
• IDRA, Italy (owned by Chinese L. K. Technology Holdings Ltd.)
• ItalPresseGauss, Italy
• K. Technology Holdings Ltd., China
• Ningbo Haitian Precision Machinery Co., Ltd., China
• Shibaura Machine, Japan
• Ube Machinery Corporation Ltd., Japan
• Yizumi, China

Přehled tiskových zpráv:

• Aisin, Japan, uvedl v září 2023, že začne používat GIGA casting k výrobě hliníkových komponentů pro elektrická vozidla
• Společnost Bühler oznámila objednávku čtyř rozšířených MEGA castingových řešení Carat 610 od jednoho z největších OEM pro jejich operace v USA.
• Handtmann, největší rodinná slévárna lehkých kovů v Evropě, je první Tier 1, která investovala do MEGA castingu středně dvoucifernou milionovou částku. Investice zahrnují jak optimalizovanou infrastrukturu, tak pořízení Bühler Carat 610 instalovaného v technologickém závodě v Biberachu. Pořízení Carat 610 rozšířeného o upínací sílu 61 000 kN a hmotnost odlitku až 128 kg hliníku umožní výrobu stále větších konstrukčních dílů, jako jsou velké kryty baterií pro elektromobily nebo megaodlitky, jako je kompletní zadní nebo přední část podvozku. Tlakové licí stroje Carat 840 poskytují 8 400 tun uzavírací síly a jsou schopny vstřikovat přes 200 kilogramů tekutého hliníku do formy, čímž se během necelých dvou minut vyrobí nová součástka pro automobil. K přepravě stroje po silnici ke klientovi je potřeba 120 kamionů
• Americký Cadillac přebírá technologii Tesla a použije mega castingy na model Celestiq. Mezi výrobní procesy ultra luxusní vlajkové lodi patří také 3D tisk 115 dílů a postup zvaný Flex Fabrication. Při navrhování rámu podvozku Cadillacu Celestiq používá technologii GM, kterou popisuje jako „MEGA přesné lití do písku“, která má výhody z hlediska nákladů a konstrukční flexibility v maloobjemových aplikacích, uvedli představitelé GM.  Celá spodní konstrukce vozu GM kombinuje šest poměrně velkých odlitků včetně přední a zadní konstrukce spojených se dvěma odlitky dlouhými 8 stop (2,5 m), které jsou slepeny a bodově svařeny do jediné podlahové desky.  Podvozek CELESTIQ obsahuje šest velkých přesných hliníkových dílů litých do písku. Každý odlitek snižuje počet součástí o 30 až 40 součástí ve srovnání s typickou lisovanou konstrukcí.  Výhodou je efektivnější využití prostoru, jednoduchost a zlepšená konstrukční tuhost. Přesný obsah a procesy odlévání do písku CELESTIQ jsou ideální pro maloobjemová, ručně vyráběná vozidla na míru.
• Společnost Huawei a její výrobní partner Seres vyrobili zadní části podvozku modelu Aito M9 pomocí velkých vysokotlakých licích strojů s uzavírací sílou až 9 000 tun. To výrazně posílí strukturální tuhost vozidla a redukci komponentů z několika stovek na pouhých 10. Vozidlo používá ve své karoserii několik menších dílů odlévaných pod tlakem, jako je kryt předního tlumiče, spodní sloupek A a sloupek C. Huawei demonstroval bezpečnost svého vozidla tím, že ukázal video, na kterém náraz do auta mezi dvěma kamiony.
• ​Lexus ukazuje první „GIGA cast“ elektrická vozidla s technologií baterií nové generace. Elektrické koncepty Lexus LF-ZC a Lexus LF-ZL byly odhaleny na japonském autosalonu v Tokiu a budou prvními vozidly luxusní značky, které budou používat technologii podobnou Tesle, tedy „GIGA casting“. Na výrobu Lexus LF-ZC a LF-ZL využijí GIGA casting k vytvoření nové modulární struktury, která je rozdělena na přední, střední a zadní část. Lexus říká, že GIGA casting umožnil větší flexibilitu v rozložení komponent, a tedy i vzhledu obou konceptů, což vede k lepšímu vnitřnímu prostoru – včetně rovné podlahy – a vynikajícím jízdním vlastnostem. To zahrnuje i „prizmatický“ akumulátor, který je ve vozidle umístěn nízko a uprostřed. Toyota, mateřská společnost Lexusu, vyrobila svůj první prototyp GIGA castového vozidla dříve v roce 2023 ve svém závodě v Myochi v Japonsku poté, co v červnu 2023 oznámila, že převezme tuto výrobní techniku.
• Mercedes plánuje použití MEGA castingu pro svůj koncepční vůz EQXX. EQXX byl představen na veletrhu spotřební elektroniky v lednu 2022 a je technologickou přehlídkou, jejímž cílem je dosáhnout dojezdu více než 1 000 km na jedno nabití při použití baterie s kapacitou menší než 100 kWh. Mercedes-Benz údajně pracuje na MEGA castingu pro svůj elektrický sedan EQS, který bude mít jednodílnou zadní stavbu o hmotnosti 50 kg a nahradí 40 dílů. Struktura karoserie využívá MEGA odlitek v zadní části, který se na rozdíl od modelu Tesla Model Y vyznačuje „bionickým designem“. Tým použil k tvarování tohoto MEGA odlitku software „digital sculpting“ ZBrush, stejně jako lité přední tlumiče, tlakově lité kotvy zadních ramenních pásů a 3D tištěný hliníkový držák motoru stěrače čelního skla. Mercedes-Benz také pracuje na novém projektu nazvaném Bionicast, který využívá principy bionického inženýrství k optimalizaci designu a využití materiálů MEGA odlitků. Cílem projektu je vytvořit díly, které jsou lehčí, pevnější a efektivnější než konvenční odlitky.
• Čínský výrobce automobilů NIO si u IDRA objednal vstřikovací lisy schopné vyvinout sílu 12 000 tun. Guangdong Hongtu Technology oznámila, že podepsala dohodu s LK Technology, mateřskou společností Idra, o poskytnutí 6800 tun tlakových licích strojů společnosti NIO. NIO má za cíl použít MEGA casting pro zadní pomocný rám Nio ET5 a možná i pro sedan ET7. Neexistuje nic oficiálního, co by přímo prokázalo, že NIO může používat stroje vyvinuté a vyrobené technologií GHT a LK. GHT však dal jasně najevo, že je oficiálním dodavatelem, i když neuvedl podrobnosti o tom, co může této značce dodávat. NIO oznámilo, že úspěšně ověřilo vývoj materiálu bez tepelného zpracování, který by mohl být použit pro výrobu velkých tlakových odlitků. CnEVPost při kontrole technických specifikací ET5 zjistil, že zadní pomocný rám ET5 používá takzvaný integrovaný proces dutého litého hliníku. Vůz využívá integrovaný zadní pomocný rám z dutého litého hliníku, který snižuje hmotnost o 13 kilogramů a umožňuje navýšit úložný prostor v kufru o 11 litrů. Nejnovější zvěsti: NIO nedávno odhalilo nové auto a odhalilo detaily, které mohou naznačovat použití hořčíkového odlitku v BIW svého nového vozidla. Možná bude NIO ET9 BIW používat přední a zadní integrovaný tlakový odlitek a slitinu hořčíku. Dodavatel strojů Chongqing Daijang Millison Die Casting Co. Ltd., který vyrábí lis 8 800 tun pro Nio ES8, vyrobil v červnu 2023 největší odlitky na světě vyrobené ze slitiny hořčíku. Hořčíkové odlitky GIGA jsou o 34 % lehčí než odlitky hliníkové. Zadní GIGA Casting Tesla Model Y váží 65 kg. Pokud by byl vyroben z hořčíku místo hliníku, hmotnost by se pohybovala kolem 43 kg. NIO neupřesnil, zda jsou integrované odlitky OPRAVDU vyrobeny z hořčíku.
• Ryobi, významný japonský dodavatel hliníkových autodílů, bude vyrábět velké díly karoserie EV pomocí „GIGA castingu“, aby snížil výrobní náklady na karoserii o 20 %. Stroj na tlakové lití UB6500iV2 dodává UBE Machinery Corporation, Ltd. Ryobi investuje asi 5 miliard jenů (35,2 milionu USD) do výstavby budovy v areálu svého závodu Kikugawa v prefektuře Shizuoka a představí formovací stroj s uzavírací silou 6 000 tun. Očekává, že po zkušebním provozu bude od března 2025 přijímat objednávky na díly především od tuzemských automobilek. V budoucnu společnost hodlá být zodpovědná za instalaci, provoz a údržbu formovacích strojů v automobilkách.
• Tesla pracuje na upgradu své technologie „GIGA casting“, aby odlévala téměř všechny části podvozku do jednoho kusu, uvedl ve středu Shanghai Securities News s odvoláním na nejmenované zdroje blízké automobilce. Státní čínské noviny, které založily svou zprávu po nedávné návštěvě továrny Tesla v Šanghaji, neuvedly, kdy a kde k modernizaci dojde. Tesla je průkopníkem v používání lisů s upínacím tlakem 6 000 až 9 000 tun k lisování přední a zadní konstrukce Modelu Y v procesu „GIGA casting“. Tesle použití jediné součásti v zadní části Modelu Y umožnilo snížit související náklady o 40 %. V Modelu 3 byla Tesla schopna odstranit z montáže 600 robotů pomocí jediného kusu z přední a zadní části vozidla. Podle zdrojů a příspěvků společnosti Tesla na sociálních sítích, IDRA již do Tesly dodala 14 lisů, včetně dvou 9 000 tun lisů pro výrobu velkých cybertrucků Tesly v její továrně v Austinu v Texasu. Efektivita designu společnosti Tesla umožňuje výrobu předních odlitků Cybertruck pomocí stejných lisů GIGA používaných pro Model Y, s uzavírací sílou pouze 6 500 tun místo 8 000 tun původně předpovídané. Aktuální cíl Tesly je 250 000 kusů pro Cybertruck. Koncem roku 2023 bylo zdrojům sděleno, že Tesla objednala tři 9 000 tunové GIGA lisy pro Cybertruck, což je v souladu s uvedeným cílem 250 000 aut. Dosud byly doručeny pouze 2 ze 3. Dva lisy GIGA o hmotnosti 9 000 tun jsou určené pro zadní část a 1 lis GIGA pro přední část. Tesla strategicky začleňuje tvarové vložky do lisovacích nástrojů pro zóny s vysokou teplotou. Tyto kovové prvky jsou speciálně umístěny v oblastech náchylných k vyšším opotřebením. Vložky mají zásadní význam, lze je jednotlivě vyměnit, což snižuje nutnost vyřadit celý nákladný nástroj. Forma vydrží stovky tisíc zdvihů, zatímco jednotlivé vložky mohou mít životnost v rozmezí 30 000 až 80 000 kusů. Tesla v současné době používá dvě sady forem na stroj. Zatímco jedna sada je aktivně namontována na GIGA Press, druhá prochází běžnou údržbou. Tyto sady se pravidelně obměňují, aby byla zajištěna nepřetržitá a efektivní výroba.
• Toyota plánuje zavést technologii MEGA casting v elektrických vozidlech (EV), která se budou prodávat v roce 2026. Karoserie je rozdělena na tři části a každá část je vyrobena z velkého hliníku lisovaného z jednoho kusu pomocí tlakového licího stroje. Toyota si představuje své karosérie EV sestávající ze tří segmentů: přední, střední a zadní. Pro přední a zadní část budou použity GIGA Prototyp zadní části kombinoval 86 jednotlivých plechových dílů, které by normálně byly smontovány přes 33 dílů do jediné velké konstrukce, a automobilka očekává, že totéž udělá u 91 komponent v přední části. Toyota si představuje nový proces s GIGA castingem spolu s výrobní linkou s vlastním pohonem, která se zcela zbaví dopravníkových pásů. Podvozek je smontován až do bodu, kdy lze nainstalovat motor a baterii, poté může částečně dokončený vůz sám projet zbytek výrobního procesu. Tato technologie je částečně zavedena v továrně Toyota Motomachi ve středním Japonsku, kde se nová elektrická vozidla autonomně přesouvají od montáže po kontrolu.
• VW nedávno představil svůj první pokus o MEGA cast, který nakonec podpoří jejich elektrické vozidlo Trinity bude založen na aktualizované verzi své modulární elektrické platformy (MEB) a měl by být uveden do provozu v roce 2026 pomocí technik, jako je velké tlakové lití a snížení počtu součástí v jejích vozech o několik stovek. MEGA cast nahradí 30 jednotlivých dílů a ušetří asi 10 kg (22 liber) hmotnosti ve srovnání s jejich typickými výrobními postupy. Stroj VW využívá 4400 tun tlakové síly a byl schopen dokončit MEGA cast za 2 minuty. Zatímco VW dokáže vyrobit určité modely, jako je Tiguan nebo Polo za 18 a 14 hodin v Německu a ve Španělsku, jeho elektrický ID.3 stále potřebuje k sestavení 30 hodin. V továrně na vozy Trinity bude několik pracovních kroků zhuštěno do jednoho prostřednictvím automatizace, čímž se zmenší velikost karosárny a sníží se počet prací vyžadujících nepohodlnou fyzickou práci.
• Společnost Volvo Car Corp investovala 855 milionů EUR do svého závodu Torslanda do technologie MEGA Volvo spotřebuje na jeden odlitek kolem 100 kg tekutého hliníku, model Carat 840 zvládne najednou až 200 kg. Společnost si vybrala švýcarského dodavatele Bühler, aby pro závod poskytl dva lisy pro tlakové lití, které se budou od roku 2025 používat k výrobě podlahové konstrukce jejích elektrických vozidel. Tyto obří lisy mohou vyvinout tlak 8 400 tun na lisování automobilových dílů a významně přispějí k výrobním kapacitám Volva. Díly pro každý lis vážily 1000 tun. „Neprozradili jsme žádné datum uvedení nebo který produkt bude první. Mohu říci, že začneme s podlahou pro záď připravovaného vozu. Jde o novou generaci elektromobilů, kterou vyvíjíme,” říká VPJavier Varela. Cílem je nahradit 100 samostatných dílů jediným. Volvo pravděpodobně použije MEGA odlitky pro své elektrické SUV XC90, které bude mít jednodílnou přední konstrukci o hmotnosti 45 kg, nahradí 33 dílů a očekává, že použitím megalití dosáhne 15% snížení hmotnosti ve srovnání s ocelovými řešeními. Volvo také spolupracuje se španělským dodavatelem kovových součástí Gestamp na vývoji nových řešení pro MEGA odlévání.
• ​Xiaomi oficiálně představilo svůj první EV, SU7. Čínský výrobce telefonů se inspiroval výrobním trendem zahájeným společností Tesla v roce 2020, a rozhodl se do svého designu implementovat GIGA Xiaomi zakoupilo dva 9 100 tunové GIGA lisy od Haitian (podle neoficiálních zdrojů). Xiaomi plánuje vyrábět 200 000 kusů aut ročně. Xiaomi představilo svůj vlastní vyvinutý klastr Xiaomi Die-Casting T9100 a patentovaný slitinový materiál pro tlakové lití, Xiaomi Titans Metal, čímž se stal jediným domácím výrobcem automobilů, který současně sám zkoumá jak velké tlakové lití, tak materiály. Lis Xiaomi Die-Casting T9100 pokrývá plochu 840 m², s celkovou hmotností 1050 tun a uzavírací silou dosahující 9100 tun. Zadní spodní část karoserie integruje 72 komponentů do jednoho, snižuje počet svarových spojů o 840, snižuje celkovou hmotnost vozu o 17 % a výrazně snižuje výrobní hodiny o 45 %. Společnost Xiaomi vyvinula Xiaomi Titans Metal, vysoce pevný, vysoce odolný, tepelně zpracovaný odlévací materiál.
• XPENG si objednal vstřikovací lisy od IDRA. Xpeng odhalil novou platformu, kterou si sám vyvinul pro výrobu vozidel a která podle něj sníží náklady na vývoj a výrobu nadcházejících modelů její společnosti. Architektura zahrnuje přední a zadní integrované technologie tlakového lití hliníku a integraci bateriových sad do karoserie vozu, což zlepší efektivitu výroby a sníží hmotnost vozidel, dodala společnost. Společnost Guangdong Hongtu Technology oznámila, že podepsala dohodu s LK Technology, mateřskou společností Idra, o poskytnutí 6800 tunových tlakových odlévacích strojů společnosti XPENG s cílem použít MEGA odlévání pro edici aut P7 WING. Neexistuje nic oficiálního, co by přímo dokazovalo, že Xpeng může používat stroje vyvinuté a vyrobené technologií GHT a LK. GHT však dal jasně najevo, že je oficiálním dodavatelem, i když neuvedl podrobnosti o tom, co může této značce dodávat. Lidé, kteří navštívili továrnu XPENG na zahájení akce X9, odhalili některé aktuální informace o plánech XPENG ohledně GIGA Guangdong Hongtu Technology, která provozuje Dreampress 12 000 pro Xpeng, nainstaluje svůj 16 000 tunový GIGA press ve stejném provozu na výrobu velkých dílů, jako jsou baterie. Továrna Xpeng Huangpu v Guangzhou je vybavena dvěma tlakovými licími stroji. Jeden s kapacitou 7 000 tun vyrobený společností LK Machinery pro přední část X9, druhý, 12 000 tunový Dreampress vyrobený Hongtu vytvoří podstatnou část kolem zadní podlahy s taktem 100 sekund.
• Značka Geely EV Zeekr naskočila do rozjetého vlaku „GIGA press“ a uvedla na trh své nové vozidlo postavené pomocí zadního GIGA castingu. Zeekr používá k tvarování dílů svých vozů 7 200 tunový lis. Mají dva tyto velké stroje od LK Machinery na výrobu dílů pro modely Zeekr 009 a Volvo M90. Protože se tyto vozy nevyrábějí ve velkém, má Zeekr dostatek prostoru pro výrobu dílů pro svůj nový model 007, dokud nevyrobí 300 000 vozidel ročně. Vedoucí výrobní technologie společnosti Zeekr Jiang Kehong potvrdil, že společnost ZEEKR začala používat masivní hliníkové odlitky k výrobě velké zadní části podvozku své šestimístné víceúčelové dodávky (MPV) Zeekr 009. Stroje Zeekru pomáhají vytvořit velkou spodní část vozu 009, která je 1,4 m dlouhá a 1,6 m široká. Tato technika pomohla Zeekru odstranit téměř 800 svarových bodů, odříznout defekty, odlehčit vůz a zvýšit jeho strukturální tuhost, což zase zlepšilo jízdní vlastnosti MPV, které se letos začalo prodávat v Číně. V budoucnu bude Zeekr využívat technologii GIGA castingu na více modelech.

Gigacasting je vnímán se smíšenými názory. Níže jsou uvedeny některé kritické pohledy.

• Magna je skeptická ohledně Tesly řízeného přechodu na megacasting. Nový šéf dodavatele pro Evropu, Uwe Geissinger, má obavy z techniky výroby automobilů, kterou vyvinula Tesla a kterou plánují zavést i ostatní Volvo. Magna byla velmi opatrná, pokud jde o přechod do takzvaného megacastingu, který kombinuje více částí podvozku v jednom.
• Profesor Wolfram Volk z Technické univerzity v Mnichově vyjadřuje obavy ohledně složitosti tlakového lití hliníku a jeho dopadu na zmetkovitost. Poznamenává také, že Gigacasting není nutně lepším řešením ve srovnání s procesy tváření za studena nebo plechovými skořepinami.
• Francouzská federace pro distribuci automobilů (FEDA) nedávno vydala varování o rizicích technologie giga lisu. Podle federace přináší rostoucí praxe používání giga odlitků v procesu výroby vozidel rizika pro automobilový průmysl.

Tak tolik ona analýza trhu s GIGA Casting, prezentovaná v rámci EUROGUSS 2024. A protože to, co mne zajímá nejsou ani tak tyto GIGA lisy nebo EV, příště se budu věnovat vlastním formám pro tyto stroje. I to je udivující téma, protože GIGA Casting přesouvá obor výroby nástrojů do zcela jiné roviny.

Jiří Stanislav

2. února 2024