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Jun 18, 2023

Comment les presses Giga du fournisseur de Tesla remodèlent la construction automobile

Une presse Idra Giga est photographiée à l'usine californienne de Tesla. TRAVAGLIATO, Italie

Une presse Idra Giga est photographiée à l'usine californienne de Tesla.

TRAVAGLIATO, Italie - En remplaçant environ 60 composants soudés par un seul module, de gigantesques machines de moulage sous pression en aluminium fabriquées par des entreprises telles que le fournisseur Tesla Idra Group aident les constructeurs automobiles à simplifier la fabrication et à réduire les coûts jusqu'à 40 % dans certains domaines.

Tesla a été le pionnier de l'utilisation de machines de coulée massives, également connues sous le nom de Giga Presses, pour fabriquer de grandes pièces uniques de dessous de caisse de véhicule, rationaliser la production et réduire le travail même des robots.

Cela l'a aidé à devenir le constructeur de véhicules électriques à batterie le plus rentable.

Les critiques disent que le processus pose des risques de qualité et de flexibilité, car un seul défaut peut compromettre tout un module et rendre la réparation plus difficile en cas de problème. Mais alors que l'industrie peine à préserver ses marges bénéficiaires dans un contexte de flambée des prix des matières premières, des constructeurs automobiles tels que Toyota, General Motors, Hyundai, Volvo Cars et la startup chinoise de véhicules électriques Nio se tournent vers des entreprises telles qu'Idra pour obtenir de l'aide.

Le terme Giga Press a été inventé par le PDG d'Idra, Riccardo Ferrario, pour la première commande d'une machine OL 5500 CS HPDC en mai 2019, a déclaré la société italienne dans un communiqué annonçant que le terme avait été ajouté à l'encyclopédie en ligne Wikipedia.

Une presse Giga est une série de machines de moulage sous pression en aluminium à haute pression. De l'aluminium en fusion pesant plus de 100 kg est injecté dans le moule de coulée de la chambre froide à une vitesse de 10 mètres par seconde. Le temps de cycle est d'environ 120 secondes, ce qui donne 30 coulées terminées par heure. Environ 500 moulages peuvent être produits chaque jour en trois équipes de 8 heures.

La largeur maximale d'une coulée est de 2,2 mètres. Les moulages sont actuellement utilisés pour les dessous de caisse avant et arrière, mais Idra travaille pour ajouter des moulages de boîtiers de batterie et des plates-formes centrales qui intègrent des boîtiers de batterie. La presse Gigi d'Idra a une taille allant de 19,7 x 7 x 6 mètres à 22 x 8 x 6,5 mètres et a une force de serrage allant de 5 500 à 9 000 tonnes métriques.

"L'idée de base était de fournir une technologie qui pourrait simplifier le processus de production automobile", a déclaré à Reuters le directeur général d'Idra, Riccardo Ferrario, dans une interview au siège de la société à Travagliato, dans le nord de l'Italie.

Les batteries représentent actuellement 25 à 40 % du coût total des BEV.

"Vous devez faire en sorte que le reste coûte moins cher", a déclaré Ferrario.

Les constructeurs automobiles utilisant des machines de coulée d'aluminium affirment qu'ils peuvent réduire les investissements nécessaires à la construction du châssis - le deuxième composant le plus cher d'un véhicule après le moteur - de 40%, et le coût moyen de leurs pièces de 30%, a déclaré Ferrario.

"C'est un moyen de faire éventuellement des BEV quelque chose pour toutes les poches", a-t-il déclaré.

Idra, qui a été repris par le groupe chinois LK Industries en 2008, développe des presses Giga depuis 2016. Les concurrents d'Idra et de LK incluent Bühler Group en Europe, Ube et Shibaura Machine au Japon, ainsi que Yizumi et Haitian en Chine.

Le moulage sous pression en métal et en plastique a été largement utilisé dans la fabrication, mais son application aux grands soubassements en aluminium dans la construction automobile est relativement nouvelle.

Le marché mondial du moulage sous pression de l'aluminium valait près de 73 milliards de dollars l'an dernier et devrait atteindre 126 milliards de dollars d'ici 2032, selon une analyse d'AlixPartners basée sur les données d'Apollo Reports.

L'aluminium est apprécié pour sa légèreté et est également utilisé pour d'autres pièces automobiles, y compris les moteurs. La teneur moyenne en métal des voitures produites en Europe a augmenté de 20% pour atteindre 179 kilogrammes au cours des trois années précédant 2019 et devrait atteindre près de 200 kilogrammes d'ici 2025, selon une étude commandée par le groupe de pression European Aluminium shows.

La gigapress la plus récente et la plus grande d'Idra - la 9 000 - a la taille d'une petite maison et produit une force de serrage de plus de 9 000 tonnes.

L'entreprise, qui a réalisé 100 millions d'euros (108 millions de dollars) de revenus en 2021, ne divulgue pas ses clients. Mais après avoir publié une vidéo du premier Giga Press 9 000 prêt à être expédié, le PDG de Tesla, Elon Musk, a déclaré que c'était pour le nouveau Cybertruck de son entreprise.

Le gigapress le plus récent et le plus grand d'Idra - le 9 000 - sera utilisé pour construire le Cybertruck de Tesla.

Tesla exploite déjà des gigapresses dans toutes ses installations, y compris à Grünheide, près de Berlin, où elle affirme pouvoir produire un modèle Y en 10 heures, soit environ trois fois plus vite que les voitures électriques construites par ses concurrents.

Ferrario a déclaré qu'Idra avait des contrats avec trois constructeurs automobiles et autant de fabricants de pièces de niveau 1. Hyundai en fait partie, ont indiqué des sources proches du dossier.

Ralf Bechmann du consultant en fabrication EFESO a déclaré que les avantages du moulage sous pression le pousseraient "à être appliqué à un nombre croissant de nouveaux modèles de véhicules BEV, également par d'autres fabricants".

Les soubassements avant et arrière moulés par Giga Presses sont désormais combinés avec des batteries pour former un châssis en trois parties pour les BEV.

"Je parie que 80 % des constructeurs automobiles utiliseront des presses Giga d'ici 2035, au moins pour les voitures BEV basées sur de nouvelles plates-formes", a déclaré Ferrario. "Mais la vraie question est : aurons-nous besoin de presses Giga encore plus grandes ?"

Pourtant, tous les constructeurs automobiles ne sont pas convaincus, et Bechmann d'EFESO a averti que le moulage sous pression de grands modules exigeait que la conception du produit soit "super solide".

"Corriger les défauts de conception est beaucoup plus facile avec un corps composé de plusieurs petites pièces plutôt qu'un seul module", a-t-il déclaré.

Après avoir initialement envisagé le moulage sous pression pour son prochain modèle Trinity, le groupe Volkswagen a fait marche arrière, tandis que BMW n'a jamais manifesté d'intérêt.

Ferrario a déclaré que l'industrie automobile avait tendance à être conservatrice et que personne n'aimait bouleverser les processus établis, mais il a rejeté l'idée que le moulage sous pression posait un risque pour les emplois chez les constructeurs automobiles, notant que la fabrication de carrosseries était déjà hautement automatisée.

"Le vrai problème sera avec les entreprises fournissant ces petites pièces remplacées par nos modules", a-t-il déclaré.

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