테슬라의 기가 프레스는 체계적인 산업 변화를 가져 왔으며 이제 전기 자동차는 2027 년까지 ICE 차량보다 제작 비용이 저렴해질 것이다.

전기 자동차(EV) 시대에는 예측할 수 없는 다양한 수요가 발생합니다. 전기차의 대중화와 소비자의 취향이 다양해지면서 자동차 제조업체는 다품종 소량 생산 대신 다품종 대량 생산의 필요성에 직면하고 있습니다. 자동차 제조업체들이 이에 대응하는 방법 중 하나는 테슬라 기가 주조 공정을 모델로 한 새로운 제조 플랫폼을 활용하는 스마트 팩토리입니다. 기가 프레스는 초대형 구조 부품을 생산할 수 있으며, 부품의 경량화로 인해 차량의 총중량을 줄일 수 있다는 부수적인 이점도 있습니다.

따라서 경량화를 달성하기 위해 부피를 줄이고 연비를 개선하며 온실가스 배출을 줄이기 위해 자동차 구조에 점점 더 많은 알루미늄 주물을 사용하고 있습니다. 가트너의 리서치 부사장인 페드로 파체코는 이러한 새로운 제조 공정으로 인해 배터리 비용이 낮아지면서 2027년까지 전기차 제작 비용이 내연기관 자동차보다 낮아질 것이라고 전망했습니다.

기가 프레스의 활용은 전기차 제조 방식을 변화시켰으며, 파체코는 전기차 시장이 이전의 '골드러시'와 달리 '적자생존'의 시대로 진화하고 있다고 말합니다.

전통적으로 대부분의 자동차 회사는 컨베이어에 의해 운영되는 흐름 생산 라인 시스템에 의존했습니다. 지난 수십 년 동안 자동차 제조업체들은 제조 시간과 비용을 줄이면서 가능한 한 많은 차량을 생산하려고 노력했습니다. 따라서 한 라인에서 한두 개의 제품을 생산할 수 있는 생산 및 조립 전략이 매우 일반적이었습니다.

내연기관 차량에서 전기차로의 패러다임 전환은 기존의 생산 전략에서 벗어나는 변화의 일환입니다. 가트너는 2027년까지 차세대 배터리 전기 자동차(BEV)가 평균적으로 동급 내연기관 자동차보다  이 더 저렴해질 것으로 예측하고 있습니다. 기가 프레스에 감사드립니다.

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테슬라는 대규모 주조 기계인 '기가 프레스'를 도입하여 차량 하부 차체를 대량으로 제작하고 생산성을 향상시키며 작업자 수요를 줄임으로써 자동차 산업에 혁명을 일으켰습니다. 기가 프레스는 일련의 고압 알루미늄 다이캐스팅 기계입니다. 100kg이 넘는 용융 알루미늄을 초당 10미터의 속도로 콜드 챔버 주조 금형에 주입합니다. 사이클 시간은 약 120초로, 시간당 30개의 주물을 완성할 수 있습니다. 8시간 3교대 근무로 하루에 약 500개의 주물을 생산할 수 있습니다.

기가 프레스는 차체 부품을 모듈화 및 단순화하여 차량 생산 속도를 획기적으로 개선할 수 있습니다. 60개 이상의 용접 부품을 단일 모듈로 대체함으로써 거대한 알루미늄 다이캐스팅 기계는 자동차 제조업체가 제조를 간소화하고 일부 영역에서 최대 40%까지 비용을 절감하는 데 도움을 주고 있습니다. "우리는 예상보다 일찍 이 전환점에 도달하고 있습니다."라고 파체코는 오토모티브 뉴스 유럽에 말했습니다. "테슬라를 비롯한 여러 기업이 제조업을 근본적으로 새로운 방식으로 바라보고 있습니다."

무게를 더욱 줄이고 차량 조립 공정을 간소화하기 위해 자동차에 사용되는 주물은 점점 더 커지고 있으며, 이전에는 개별 부품이었던 많은 부품이 하나로 통합되고 있습니다. 자동차에 알루미늄 주물을 적용하는 경우는 주로 두 가지 상황입니다:

엔진 블록과 같은 복잡한 구조
부품 통합

기가 프레스의 배후에 있는 회사

오늘날 IDRA는 세계에서 가장 큰 기계인 8000톤 및 9000톤 다이캐스팅 기계를 생산하고 있으며, 이는 전 세계적으로 전기 및 하이브리드 자동차로의 전환을 가속화하는 데 사용되고 있습니다. IDRA의 기가 프레스는 19.7×7×6미터에서 22×8×6.5미터에 이르는 크기와 5,500~9,000톤에 이르는 클램핑력을 갖추고 있습니다. 원자재 가격 급등으로 자동차 업계가 수익률 보존에 어려움을 겪고 있는 가운데 도요타, 제너럴 모터스, 현대, 볼보자동차, 중국 전기차 스타트업 NIO 등 자동차 제조업체들이 IDRA와 같은 기업에 도움을 요청하고 있습니다.

2008년 중국 그룹 LK 인더스트리에 흡수된 IDRA는 2016년부터 기가 프레스를 개발해 왔습니다. IDRA와 LK의 경쟁 업체로는 유럽의 뷜러 그룹, 일본의 우베와 시바우라 기계, 중국의 이즈미와 아이티안 등이 있습니다.

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테슬라의 기가팩토리 텍사스에서 사용 중인 IDRA의 메가캐스팅은 길이 약 19.5m, 폭 7.3m, 높이 5.3m입니다. 테슬라의 계획은 전면과 후면 언더바디에 두 개의 거대한 단일 주물을 사용하고 이를 차체 구조의 일부인 배터리 팩과 연결하는 것이었습니다. 후면 언더바디 주물은 70개의 서로 다른 부품을 통합한 것으로, 새로운 3섹션 조립 전략을 통해 이 구조의 총 부품 수를 370개로 줄일 수 있습니다.

테슬라는 이미 베를린 인근 그륀하이데를 포함한 모든 시설에서 기가 프레스를 가동하고 있으며, 이를 통해 경쟁사가 만든 전기차보다 약 3배 빠른 10시간 만에 모델 Y를 생산할 수 있다고 밝혔습니다. 캘리포니아 프리몬트에 있는 테슬라의 자동차 시설은 자체 브랜드 부품, 특히 무거운 부품을 자체 생산하거나 지금까지 멀리 떨어져 있던 글로벌 공급업체를 주요 제조 공장 근처에 위치하도록 함으로써 현장 제조를 재집중시키고 있습니다.

IDRA의 최신이자 최대 규모의 기가 프레스인 9,000은 테슬라의 사이버트럭 제작에 사용되고 있습니다. 이 방법을 적용하기 위해 변형이 거의 없는 알루미늄과 관련 특허가 개발되었습니다.

결론

알루미늄 주조 공정에는 모래 주조, 쉘 몰드 주조, 압력 다이 주조, 로스트 폼 주조, 영구 주조, 인베스트먼트(로스트 왁스) 주조, 원심 주조, 압착 주조, 반고체 주조, 연속 주조 등 많은 알루미늄 주조 공정이 있습니다. 주조 공정이 다른 알루미늄 주물은 가스 함량, 표면 마감 및 기계적 특성이 다르기 때문에 융착 용접 및 기계적 접합에 의한 접합성이 달라지므로 주조 알루미늄의 우수한 접합을 달성하려면 주조 부품을 만드는 데 적합한 주조 공정을 선택하는 것이 올바른 접합 방법과 올바른 접합 공정 매개 변수를 선택하는 것만큼이나 중요합니다.

기가 프레스 혁신은 배터리 셀과 모터의 관련 부품 및 주변 부품 설계와 같은 제조 방법에 동시에 영향을 미칠 수 있으며 부품의 소재와 모듈성에 영향을 미칠 수 있습니다.

1946년 아다모 파소티가 설립한 이래 IDRA는 이탈리아, 유럽 및 전 세계에서 비철 합금 다이캐스팅의 기술적 기준점이 되어 왔습니다. 기가 프레스라는 용어는 2019년 5월 IDRA의 CEO 리카르도 페라리오가 OL 5500 CS HPDC 기계의 첫 주문을 위해 만든 용어입니다. IDRA 기가 프레스의 목표는 프레스 및 기타 모든 주변 장비를 통합하고 모니터링하는 중앙 셀 컨트롤러를 갖춘 다이캐스팅 셀의 새로운 아키텍처를 개발하여 제어 프로그래밍의 중심 역할을 보장하고 고객 사업장에서 다이캐스팅 공장의 시운전을 간소화하는 것입니다.

https://cleantechnica.com/2024/03/09/teslas-giga-press-has-led-to-systemic-industry-change-now-evs-will-cost-less-to-build-than-ice-vehicles-by-2027/

Tesla's Giga Press Has Led To Systemic Industry Change, & Now EVs Will Cost Less To Build Than ICE Vehicles By 2027 - CleanTechn