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GIGA-Strukturguss für Modell Y

Der E-Autobauer Tesla verfolgt beim Bau seines Modells Y Konstruktionspläne, die dem Thema Gießen eine bisher ungeahnte neue Bedeutung verleihen. Mit der weltweit größten Aluminiumdruckgießmaschine, IDRAs OL6200 CS HPDC, will der Autobauer die komplette hintere Unterbodenkarosserie des 231 Kilometer pro Stunde schnellen E-Autos in einem Teil gießen.

Die Umstellung der Konstruktion ist noch in diesem Jahr geplant. Das einteilige Gussteil soll rund 70 Stanz-, Guss und Profilbauteile ersetzen, aus denen dieselbe Baugruppe im Tesla-Modell 3, der Konstruktionsbasis für das Modell Y, besteht. Tesla-Chef Elon Musk sprach in einem Podcast im April 2020 erstmals von dem neuen einteiligen Heck-Gussteil, das auch die hinteren Crash-Schienen integrieren soll. US-Automobilexperten bezeichneten das Gussteil als größte bisherige Gussanwendung im Automobilbau. Auf den „hausgroßen“ Anlagen des italienischen Druckgießmaschinenbauers IDRA, die Musk GIGA-Pressen nennt, sollen die riesigen Gussteile in den Tesla-Werken in Fremont, Kalifornien, und im chinesischen Shanghai in Serie gefertigt werden. Ihre Herstellung im neuen Tesla-Werk im brandenburgischen Grünheide ist ebenfalls wahrscheinlich. Zu der deutschen GIFAFactory, die derzeit im Bau ist, 10 000 Mitarbeiter beschäftigen und jährlich bis zu 500 000 Fahrzeuge der Modelle 3 und Y herstellen soll, gehört auch eine Druckgießerei. Verschiedene Nachrichtenkanäle spekulieren bereits darüber, dass auch dort die GIGA-Pressen bei der Fertigung der gegossenen Heckkarosserie eingesetzt werden. Wegen neuester Produktionstechnik wie dieser rechnen Experten damit, dass die deutsche GIGA-Factory Teslas bislang profitabelstes Werk werden könnte.

Elon Musk ist zum einen für vollmundige Versprechungen, aber zugleich auch für bahnbrechende Innovationen bekannt. US-Fertigungsexperten bescheinigen ihm im Fall der neuen Gusskarosserie, einen „Game-Changer“ ins Spiel gebracht zu haben. „Die Vorteile wären über die erhebliche Einsparung verschiedener Ressourcen, Personal, ökologischem Fußabdruck und Kosten überaus vielfältig“, glaubt auch Prof. Dr.-Ing. Martin Fehlbier, vom Lehrstuhl für Gießereitechnik der Universität Kassel (Stand-punkt zu Tesla ab Seite 32). Und Franz- Josef Wöstmann, Abteilungsleiter Gießereitechnologie und Komponentenentwicklung beim Fraunhofer IFAM in Bremen, vermutet, dass die Hauptkosten durch Funktionsintegration eingespart werden. „Kombiniert er die einzelnen Funktionen miteinander, kann ich mir vorstellen, dass er durchaus massive Preissenkungen realisiert und zugleich eine gute Funktionalität erreicht“, so seine Reaktion auf Teslas fortschrittliche Gusspläne. Musk selbst präsentiert die neue Aluminiumgussanwendung als radikalen Schritt, zugleich sowohl Konstruktions- als auch Herstellungs- und Leichtbauvorteile zu erzielen. Mit der neuen XXL-Gussteilfertigung per GIGAPresse soll die Größe des Karosseriebaus um 30 Prozent reduziert werden – komplett wegfallen soll zum Beispiel die CNCBearbeitung des Heck-Gussbauteils. Das klingt bahnbrechend, ist aber nicht ohne Risiko: „Bei der Größe des Bauteils stellt sich die Frage nach den mechanischen Eigenschaften und der Heterogenität dieser Eigenschaften im ganzen Bauteil“, weiß Wöstmann. Gelingt es Musk allerdings, die Vorteile bei Funktionsintegration und Produktionskosten zu nutzen, wird er das Konstruktionskonzept auch auf das Modell 3 übertragen, das hat der visionäre Unternehmer schon angekündigt.

Bei der Maschine hinter der neuen Gusskonstruktion wird an Superlativen nicht gespart. Von GIGA-Pressen oder Goliath-Maschinen ist die Rede. Konfusion gibt es derweil darüber, welche IDRA- Druckgießanlage bei der Fertigung des einteiligen Guss-Hecks überhaupt zum Einsatz kommen wird. Tesla sprach vom Modell OL 6100 CS, die Anlage gibt es offiziell aber gar nicht. Gemeint ist voraussichtlich das Modell OL 6200 CS HPDC, das tatsächlich über beachtliche Ausmaße und Leistungsparameter verfügt: mit 430 Tonnen Gewicht, 5500 Tonnen Schließkraft und maximalen 104,6 Kilogramm Schussgewicht ist die 19,5 Meter lange und 5,3 Meter hohe Druckgießmaschine ein gewaltiger Trümmer mit den Dimensionen eines kleinen Hauses. Eine Druckgießanlage dieser ehrfurchtgebietenden Größe im Betrieb zu sehen, ist sicherlich ein eindrucksvolles Erlebnis.

Musks wegweisendes Engagement im Automobilbau und bei der Gussteilkonstruktion hat erhebliche Signalwirkung für die deutsche Automobil- und Gießerei- Industrie. Zwar wird die Dynamik aktuell zum Teil durch die Verwerfungen infolge der Coronakrise gebremst, doch eine Reaktion der deutschen Autobauer auf Musks Vorstoß bei der Elektromobilität in Deutschland ist über kurz oder lang unumgänglich. Dabei verfügt die deutsche Automobilindustrie nicht über die Wendigkeit und Flexibilität eines Familienunternehmers wie Elon Musk, sondern muss auf bestehende Produktionsstandorte und Mitarbeiterstrukturen Rücksicht nehmen, wie Franz-Josef Wöstmann zu bedenken gibt. „Elon Musk krempelt den Markt in Deutschland derzeit um. Er hat alle OEMs ein stückweit das Fürchten gelehrt“, resümiert der Bremer Gießereiexperte.

Und was Musks neuen Konstruktionspläne für das Modell Y betrifft: Wenn das Beispiel Schule macht, könnten künftig riesige Strukturgussteile für eine nie dagewesene Funktionsintegration im Fahrzeug sorgen und damit dem Fertigungsverfahren Gießen im Automobilbau weiter einen festen Platz sichern – wenngleich davon nicht jeder Werkstoff gleichermaßen profitiert. Um dies zu realisieren, zieht dann optimalerweise auch entsprechend dimensionierte Druckgießtechnik „Made in Germany“ in die Werkshallen der OEMs ein.

Wie die Tesla-XXL-Teile gegossen werden, zeigt ein IDRA-Video


Teslas Modell Y soll jährlich 1 Million Mal vom Band laufen. Elon Musk hat jetzt angekündigt, die komplette hintere Unterbodenkarosserie durch ein einteiliges Aluminiumdruckgussteil darzustellen.

Foto: Tesla