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

Mar 21, 2024

En la foto de una Idra Giga Press en la fábrica de Tesla en California.

TRAVAGLIATO, Italia – Al reemplazar alrededor de 60 componentes soldados con un solo módulo, gigantescas máquinas de fundición a presión de aluminio fabricadas por empresas como 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 masiva, también conocidas como Giga Presses, para fabricar grandes piezas individuales de bajos de vehículos, agilizar la producción y reducir el trabajo incluso de los robots.

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

Los críticos dicen que el proceso plantea riesgos de calidad y flexibilidad, ya que un solo defecto puede comprometer todo un módulo y dificultar la reparación si algo sale mal. Pero mientras la industria lucha 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 startup china de vehículos eléctricos Nio, están recurriendo a empresas como Idra en busca de ayuda.

El término Giga Press fue acuñado por el director ejecutivo 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 en el que anunciaba que el término se había añadido a la enciclopedia en línea Wikipedia.

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

La anchura máxima de una pieza fundida es de 2,2 metros. Las piezas fundidas se utilizan actualmente para los bajos delanteros y traseros, pero Idra está trabajando para agregar piezas fundidas de cajas de baterías y plataformas centrales que incorporen cajas de baterías. La prensa Gigi de Idra varía en tamaño desde 19,7 x 7 x 6 metros hasta 22 x 8x 6,5 metros y tiene una fuerza de sujeción que oscila entre 5.500 y 9.000 toneladas métricas.

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

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

"Hay 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 coste medio de sus piezas en un 30 por ciento, dijo Ferrario.

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

Idra, adquirida en 2008 por el grupo chino LK Industries, desarrolla Giga Presses desde 2016. Entre los competidores de Idra y LK se encuentran 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 ampliamente 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 en 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 medio de metal en los automóviles producidos en Europa aumentó un 20 por ciento hasta 179 kilogramos en los tres años hasta 2019 y se espera que aumente a casi 200 kilogramos en 2025, según muestra un estudio encargado por el grupo de lobby European Aluminium.

La gigaprensa más nueva y más grande de Idra, la 9.000, tiene el tamaño de una casa pequeña y produce una fuerza de cierre de más de 9.000 toneladas.

La empresa, que obtuvo 100 millones de euros (108 millones de dólares) de ingresos en 2021, no revela sus clientes. Pero después de publicar un vídeo del primer Giga Press 9.000 listo para su envío, el director ejecutivo de Tesla, Elon Musk, dijo que era para el nuevo Cybertruck de su empresa.

La gigaprensa más nueva y más grande de Idra, la 9.000, se utilizará 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 Modelo Y en 10 horas, aproximadamente tres veces más rápido que los autos eléctricos construidos por sus competidores.

Ferrario dijo que Idra tenía contratos con tres fabricantes de automóviles y otros tantos fabricantes de piezas de 'Nivel 1'. Hyundai se encuentra 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 fabricados 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 utilizarán Giga Presses para 2035, al menos para los vehículos BEV basados ​​en nuevas plataformas", dijo Ferrario. "Pero la verdadera pregunta es: ¿necesitaremos Giga Presses 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 los defectos de diseño es mucho más fácil con un cuerpo formado por varias piezas pequeñas en lugar de un solo módulo", afirmó.

Después de considerar inicialmente la fundición a presión para su próximo modelo Trinity, el Grupo Volkswagen ha dado marcha atrás, mientras que BMW nunca ha expresado interés.

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

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

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