Cómo las prensas Giga del proveedor de Tesla están remodelando la fabricación de automóviles

Se muestra una prensa Idra Giga en la fábrica de Tesla en California.

TRAVAGLIATO, Italia -- Al reemplazar alrededor de 60 componentes soldados con un solo módulo, las gigantescas máquinas de fundición a presión de aluminio fabricadas por compañías, incluido el proveedor de Tesla, Idra Group, están ayudando a los fabricantes de automóviles a simplificar la fabricación y reducir los costos hasta en un 40 por ciento en algunas áreas.

Tesla ha sido pionera en el uso de máquinas de fundición masivas, también conocidas como prensas Giga, para fabricar grandes piezas individuales de bajos de vehículos, agilizar la producción y reducir el trabajo incluso de los robots.

Esto lo ha ayudado a convertirse en el fabricante de vehículos eléctricos a batería más rentable.

Los críticos dicen que el proceso presenta riesgos de calidad y flexibilidad, ya que un solo defecto puede comprometer un módulo completo y dificultar la reparación si algo sale mal. Pero con la industria luchando por preservar los márgenes de ganancias en medio del aumento de los precios de las materias primas, los fabricantes de automóviles, incluidos Toyota, General Motors, Hyundai, Volvo Cars y la empresa emergente china de vehículos eléctricos Nio, están recurriendo a empresas como Idra en busca de ayuda.

El término Giga Press fue acuñado por el CEO de Idra, Riccardo Ferrario, para el primer pedido de una máquina OL 5500 CS HPDC en mayo de 2019, dijo la compañía italiana en un comunicado que anuncia que el término se agregó a la enciclopedia en línea Wikipedia.

Una prensa Giga es una serie de máquinas de fundición a presión de aluminio a alta presión. El aluminio fundido que pesa más de 100 kg se inyecta en el molde de fundición de cámara fría con una velocidad de 10 metros por segundo. El tiempo del ciclo es de unos 120 segundos, lo que da como resultado 30 fundiciones completas por hora. Cada día se pueden producir unas 500 piezas fundidas en tres turnos de 8 horas.

El ancho máximo de un casting es de 2,2 metros. Las piezas fundidas se utilizan actualmente para los bajos delanteros y traseros, pero Idra está trabajando para añadir piezas fundidas de cajas de batería y plataformas centrales que incorporen cajas de batería. La prensa Gigi de Idra varía en tamaño desde 19,7 x 7 x 6 metros hasta 22 x 8 x 6,5 metros y tiene una fuerza de cierre que oscila entre 5500 y 9000 toneladas métricas.

"La idea básica era proporcionar una tecnología que pudiera simplificar el proceso de producción de automóviles", dijo a Reuters el gerente general de Idra, Riccardo Ferrario, en una entrevista en la sede de la compañía en Travagliato, norte de Italia.

Los paquetes de baterías representan actualmente del 25 al 40 por ciento del costo total de los BEV.

"Tienes que hacer que el resto cueste menos", dijo Ferrario.

Los fabricantes de automóviles que utilizan máquinas de fundición de aluminio afirman que pueden reducir las inversiones necesarias para construir el chasis, el segundo componente más caro de un vehículo después del motor, en un 40 por ciento y el costo promedio de sus piezas en un 30 por ciento, dijo Ferrario.

"Es una forma de hacer que los BEV sean algo para todos los bolsillos", dijo.

Idra, que fue absorbida por el grupo chino LK Industries en 2008, ha estado desarrollando prensas Giga desde 2016. Los competidores de Idra y LK incluyen Bühler Group en Europa, Ube y Shibaura Machine en Japón, así como Yizumi y Haitian en China.

La fundición a presión de metal y plástico se ha utilizado en gran medida en la fabricación, pero su aplicación a grandes bajos de aluminio en la fabricación de automóviles es relativamente nueva.

El mercado mundial de fundición a presión de aluminio tuvo un valor de casi 73.000 millones de dólares el año pasado y se prevé que supere los 126.000 millones de dólares para 2032, según un análisis de AlixPartners basado en datos de Apollo Reports.

El aluminio es apreciado por su peso ligero y también se utiliza para otras piezas de automóviles, incluidos los motores. El contenido promedio del metal en los automóviles producidos en Europa aumentó un 20 por ciento a 179 kilogramos en los tres años hasta 2019 y se espera que aumente a casi 200 kilogramos para 2025, según muestra un estudio encargado por el grupo de presión European Aluminium.

La gigaprensa más nueva y más grande de Idra, la 9000, tiene el tamaño de una casa pequeña y produce una fuerza de cierre de más de 9000 toneladas.

La empresa, que obtuvo 100 millones de euros (US$108 millones) en ingresos en 2021, no revela a sus clientes. Pero después de que publicó un video de la primera Giga Press 9,000 lista para su envío, el CEO de Tesla, Elon Musk, dijo que era para la nueva Cybertruck de su compañía.

La gigapress más nueva y más grande de Idra, la 9,000, se usará para construir el Cybertruck de Tesla.

Tesla ya opera gigaprensas en todas sus instalaciones, incluso en Grünheide, cerca de Berlín, donde dice que puede producir un Model Y en 10 horas, unas tres veces más rápido que los autos eléctricos fabricados por la competencia.

Ferrario dijo que Idra tenía contratos con tres fabricantes de automóviles y otros tantos fabricantes de piezas de 'Nivel 1'. Hyundai está entre ellos, dijeron fuentes familiarizadas con el asunto.

Ralf Bechmann, de la consultora de fabricación EFESO, dijo que los beneficios de la fundición a presión impulsarían su "aplicación a un número cada vez mayor de nuevos modelos de vehículos BEV, también de otros fabricantes".

Los bajos delanteros y traseros moldeados por Giga Presses ahora se combinan con paquetes de baterías para formar un chasis de tres piezas para BEV.

"Apuesto a que el 80 por ciento de los fabricantes de automóviles usarán Giga Presses para 2035, al menos para los autos BEV basados ​​en nuevas plataformas", dijo Ferrario. "Pero la verdadera pregunta es: ¿necesitaremos prensas Giga aún más grandes?"

Sin embargo, no todos los fabricantes de automóviles están convencidos, y Bechmann de EFESO advirtió que la fundición a presión de módulos grandes requería que el diseño del producto fuera "súper sólido".

"Reparar fallas de diseño es mucho más fácil con un cuerpo formado por varias piezas pequeñas en lugar de un solo módulo", dijo.

Después de considerar inicialmente la fundición a presión para su próximo modelo Trinity, Volkswagen Group dio marcha atrás, mientras que BMW nunca expresó interés.

Ferrario dijo que la industria automotriz tendía a ser conservadora y que a nadie le gustaba alterar los procesos establecidos, pero rechazó la idea de que la fundición a presión representaba un riesgo para los trabajos en los fabricantes de automóviles, y señaló que la fabricación de carrocerías ya estaba altamente automatizada.

"El verdadero problema será que las empresas suministren esas pequeñas piezas reemplazadas por nuestros módulos", dijo.

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