موضوع مقاله: گیگا پرس | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # گیگا پرس | مقدمه: برنامه گیگا پرس مجموعه ای از ماشین‌های ریخته‌گری آلومینیومی است که در ابتدا توسط گروه Idra در ایتالیا برای تسلا تولید شد. | ## بخش 1: گیگا پرس | پرس‌های Idra بزرگ‌ترین ماشین‌های ریخته‌گری فشار قوی در تولید تا سال ۲۰۲۰ با نیروی گیره ۵۵۰۰۰ تا ۶۱۰۰۰ کیلونیوتن (۵۶۰۰ تا ۶۲۰۰ تن -نیرو) بودندو همچنین وزن هر دستگاه ۴۱۰–۴۳۰ تن (۹۰۰۰۰۰–۹۵۰۰۰۰ پوند) است.. شات‌هایی از آلومینیوم مذاب به وزن ۸۰ کیلوگرم (۱۸۰ پوند) با سرعت ۱۰ متر در ثانیه (۲۲ مایل در ساعت؛ ۳۶ کیلومتر در ساعت) به قالب ریخته‌گری محفظه سرد تزریق می‌شود. زمان چرخه ۸۰‒۹۰ ثانیه است که امکان نرخ خروجی اولیه ۴۰‒۴۵ ریخته‌گری تکمیل شده در ساعت یا ۱۰۰۰ ریخته‌گری در روز را فراهم می‌کند. عملیات ریخته‌گری قالب با فشار دادن فلز مذاب در داخل یک قالب قابل استفاده مجدد کار می‌کند، سپس قالب را باز می‌کند تا قطعه تمام شده پس از آنکه سرد و جامد شد آن را خارج کند. قالب باز شده تا ۱۸۵ °C (365 °F) خنک می‌شود سپس توسط ربات‌ها به صورت خودکار تمیز می‌شود و آلومینیوم مذاب برای چرخه بعدی آماده می‌شود پس از ۱‒۲ دقیقه چرخه دوم شروع شود. هر ریخته‌گری تازه به اندازه تقریبی براده برداری و اندازه‌گیری می‌شود، کنترل کیفی می‌شود و برای ماشینکاری CNC ارسال می‌شود. شمش‌ها و براده‌های آلومینیوم در یک کوره ذوب گاز طبیعی که در دمای کار می‌کند، ذوب می‌شوند تا مایع شوند. سرباره به شکل اکسید آلومینیوم به صورت مکانیکی از سطح جدا می‌شود و بقیه فلز مایع از طریق لوله‌های گرمادیده به یک کوره گرم‌کننده محصور که با دمای کار می‌کند پمپ می‌شود و با استفاده از توان ۴۰۰ کیلووات (۰٫۴ مگاوات) گرم می‌شود. برای جلوگیری از تشکیل اکسیدها، یک پتوی گاز نیتروژن آلومینیوم مذاب را می‌پوشاند که برای حفظ دمای یکنواخت به گردش در می‌آید. گاز آرگون و گاز حذف کن دوار برای حذف ناخالصی‌ها استفاده می‌شود، با کاربید سیلیکون که اکثر ذرات بزرگتر از ۲۵ میکرومتر را حذف می‌کند. در ابتدای هر چرخه ریختهگری، ربات‌ها ۳۵ میلی لیتر روغن سویا را در یک لایه نازک در داخل هر نیمه قالب اسپری می‌کنند تا امکان جداسازی فراهم شود. قالب بسته است و خلاء کم ۵۰ میلی بار (50 hPa) با پمپاژ هوا به بیرون ایجاد می‌شود. مقدار دقیقی از فلز مذاب از کوره نگهدارنده به داخل محفظه ریختهگری با دمای ۷۵۰ °C (1400 °F) پمپ می‌شود و با استفاده از یک پیستون پرسرعت با ۸ میلیلیتر اضافی وارد قالب می‌شود. | ## بخش 2: گیگا پرس | یک ربات وارد می‌شود و ریخته‌گری را برمی‌دارد و آن را در یک مخزن خاموش کننده قرار می‌دهد تا دما را از ۴۰۰ به ۵۰ °C (750 تا ۱۲۰ °F) کاهش دهد. یک پرس تریم مکانیکی لبه‌های تقریبی را برش می‌دهد و آلومینیوم اضافی را به داخل کوره ذوب بازیافت می‌کند. بخش مفید باقیمانده از ریختهگری با اشعه ایکس برای بررسی ساختار داخلی آن، برش داده شده توسط لیزر، حفاری برای اتصالات، و سپس اندازه‌گیری کامپیوتری برای دقت است. ساختار قالب قالب ریخته‌گری عقب مدل Y دارای چهار قسمت قابل مشاهده هستند: دو قالب اصلی کلاسیک بزرگ، به صورت عمودی با تزریق از پایین بی حرکت قرار می‌گیرند. ریختهگری جلو یک طرح قالب یکسان را پیشنهاد می‌کند، با یک قالب گوه پنجم احتمالی در زیر (فرایند) برای پایه ریل تصادف رو به جلو (ماشین). آلیاژ فلزی سندی مونرو ریخته‌گری مدل Y را در سال ۲۰۲۱ تجزیه و تحلیل کرد و گزارش داد که آلیاژ آلومینیوم ریختهگری مورد استفاده در قطعات شاسی بزرگ تسلا عمدتاً یک مخلوط آلومینیومی ۸۹٫۵٪ ‒سیلیکون ۸٫۵٪ به اضافه چندین عنصر کمیاب دیگر است که در طبقه‌بندی آلیاژ انجمن آلومینیوم "386 AA" قرار می‌گیرد: +تجزیه و تحلیل ترکیب آلیاژی تسلا مدل Y عنصر نام درصد ال آلومینیوم ۸۹٫۴۸۲٪ سی سیلیکون ۸٫۵۲۵٪ مس فلز مس ۰٫۷۹۰٪ منگنز منگنز ۰٫۴۵۵٪ Fe اهن ۰٫۲۷۷٪ Mg منیزیم ۰٫۰۷۵٪ روی فلز روی ۰٫۰۲۰٪ V وانادیوم ۰٫۰۱۵٪ Ti تیتانیوم ۰٫۰۱۳٪ نی نیکل ۰٫۰۰۹٪ Zr زیرکونیوم ۰٫۰۰۵٪ سرب رهبری ۰٫۰۰۴٪ Sb آنتیموان ۰٫۰۰۰٪ اجزاء خلاء داخل قالب بسته با استفاده از مخزن ۴۰۰۰ لیتری ساخته شده توسط Fondarex در سوئیس به دست می‌آید. فلز ذوب شده از طریق لوله‌های گرم پمپ می‌شود و برای کاهش حفره پذیری، گاز زدایی انجام می‌شود. در آوریل ۲۰۲۰، ایلان ماسک، مدیرعامل تسلا گفت که تسلا دو ماشین ریخته‌گری بزرگ در جهان را برای ریخته‌گری شاسی عقب تسلا مدل Y و ریل‌های تصادف خریداری کرده است. در ژانویه ۲۰۲۱، ماسک اعلام کرد که شاسی عقب تسلا سایبرتراک با استفاده از دستگاه ریخته‌گری بزرگتر از ۸۰۰۰ تن نیرو (۸۰۰۰۰ کیلو نیوتن) تولید خواهد شد. در سپتامبر 2020 DCM1 شروع به تولید قطعات آزمایشی ریخته‌گری مدل Y کرد و DCM2 نصب شده بود. در ۱۱ مارس ۲۰۲۱، یکی از پرس‌های کارخانه فرمونت دچار آتش‌سوزی شد که ناشی از اشتعال مایع هیدرولیک توسط آلومینیوم مذاب بود. آلمان از جولای ۲۰۲۰، برنامه‌های گیگا برلین شامل هشت دستگاه ریخته‌گری با نیروی ۶۱۰۰ تن (۶۰۰۰۰ کیلونیوتن) بود. دو دستگاه اول گیگا پرس اروپایی تا ابتدای سال ۲۰۲۱ به گیگا برلین تحویل داده شوند. | ## بخش 3: گیگا پرس | در شب ۱۸–۱۹ ژانویه ۲۰۲۱، پایه‌های بتنی برای سه دستگاه گیگا پرس در محل کارخانه گیگا تگزاس در نزدیکی آستین، تگزاس ریخته شد. از ۲ فوریه ۲۰۲۱، تمام اجزای اصلی اولین گیگا پرس در سایت آستین در جای خود قرار گرفتند در ۱۵ آوریل ۲۰۲۱، اجزای دومین گیگا پرس شروع به ورود به گیگا تگزاس کردند. این دستگاه برای تولید قفس‌های بزرگ فارادی (محفظه‌های فرکانس رادیویی) برای ایستگاه‌های پایه سیار 5G استفاده می‌شود. این دستگاه در دسامبر ۲۰۲۰ تحویل داده شد و اولین ریخته‌گری خود را در مارس ۲۰۲۱ تولید کرد. ژاپن در ژوئن ۲۰۲۳ تویوتا اعلام کرد که از فناوری ریخته‌گری برای خودروهای الکتریکی خود استفاده خواهد کرد. در سال ۲۰۲۳، ریوبی، تامین کننده قطعات خودرو ژاپنی، برنامه‌های خود را برای ریختهگری قطعات بزرگ بدنه خودروهای الکتریکی اعلام کرد و انتظار دارد هزینه‌های ساخت بدنه خودرو را تا ۲۰ درصد کاهش دهد ولوو تا نوامبر ۲۰۲۳، سفارش دو دستگاه ریخته‌گری گیگا پرس ۹۰۰۰ تن-نیروی برای کارخانه جدید خودروهای الکتریکی شرکت ولوو در کوشیتس، اسلواکی، ثبت شد. ۲٫۰ در سپتامبر ۲۰۲۳ گزارش شد که تسلا در حال بررسی یک ریختهگری تک تکه برای کل زیر بدنه «ماشین کوچک» خود است که قرار است معرفی شود، کاری آسانتر از ریختهگری تک مدلهای موجود و بزرگتر آنها. این امر مستلزم یادگیری نحوه استفاده از ماشینهای بزرگتر Giga Press، کاهش هزینه‌های طراحی قالب و ترکیب زیرفریمهای توخالی بود. نوآوری‌های کلیدی شامل استفاده از چاپ سه بعدی برای ساخت نمونه‌های اولیه ریخته‌گری با شن و ماسه صنعتی است. جت پرینترهای بایندر با کسری از هزینه استفاده از فلز و در کسری از زمان، از لایه‌های شن و ماسه تثبیت شده با چسب مایع ریخته‌گری می‌کنند. عناصر توخالی پس از ساخته شدن ریخته‌گری با حذف بخش‌هایی از ماسه اضافه شده در طول ریخته‌گری ایجاد می‌شوند. قطعات ریخته‌گری شده در قالب‌های شن و ماسه به آلیاژهای مختلف آلومینیوم و پردازش پس از ریخته‌گری نیاز دارند تا ایمنی و سایر الزامات را برآورده کنند. پرس به قدرت گیره ۱۶۰۰۰ تن یا بیشتر نیاز دارد که اگر وجود ۳۰۰۰۰ و ۵۰۰۰۰ پرس توسط روسیه و ایالات متحده را نادیده بگیرید، بزرگ‌ترین پرس ساخته شده است، اگرچه این فشار ممکن است از استفاده از ماسه برای ایجاد حفره جلوگیری کند. | ## جمع‌بندی | نوع دیگری از پرس آلیاژ مذاب را کندتر تزریق می‌کند که به هسته‌های شنی اجازه می‌دهد و ریخته‌گری با کیفیت بالاتری البته با سرعت کمتر تولید می‌کند.