Tesla Giga Nevada beschleunigt die Produktion großer Teile mit FuseX1 auf unter 24 Stunden

„Bei Tesla setzen wir uns ehrgeizige Fristen und übertreffen diese konsequent. Die schnelle Durchlaufzeit beim 3D-Druck ist ein entscheidender Vorteil gegenüber der konventionellen Fertigung“, sagt Cody Jepsen, Ingenieurtechniker für additive Fertigung bei Tesla Giga Nevada.

Die additiven Fertigungsteams von Tesla erstrecken sich über Nevada, Kalifornien und Texas, wobei eine einzige Werkstatt in Nevada 10.000 bis 30.000 Teile pro Woche produziert. Geschwindigkeit ist nicht nur ein Ziel – sie ist eine Voraussetzung. Jedes Teil muss in weniger als 24 Stunden eintreffen, daher müssen die Drucker schnell laufen, Umrüstungen müssen kurz sein und die Betriebszeit muss maximiert werden.

In der Vergangenheit musste Jepsen großformatige SLS-Drucker nur mit der Hälfte ihrer vertikalen Kapazität – etwa 230 mm – betreiben, sodass jeder Druckvorgang innerhalb des 24-Stunden-Fensters abgeschlossen werden konnte. Diese Problemumgehung bedeutete, große Teile in Abschnitte zu schneiden, maßgeschneiderte Schwalbenschwanzverbindungen vorzubereiten und anschließend eine arbeitsintensive Nachbearbeitung durchzuführen:Kleben, Schleifen und Zusammenbauen.

Geben Sie FuseX1 ein. Mit einem Bauraum von 330 x 330 x 565 mm bietet die X1 mehr als die doppelte effektive Höhe herkömmlicher SLS-Maschinen und schafft dennoch die meisten Bauarbeiten in weniger als 24 Stunden. Jepsen kann jetzt große Komponenten in einem Stück drucken, wodurch die zusätzlichen CAD-, Montage- und Endbearbeitungsschritte entfallen, die zuvor stundenlange Arbeit bedeuteten.

„Die Nutzung der vollen Z-Höhe innerhalb eines 24- bis 26-Stunden-Fensters optimiert unseren Arbeitsablauf und erhöht den Durchsatz erheblich“, erklärt Jepsen. Durch das größere Bauvolumen kann er außerdem mehr Teile in einem einzigen Auftrag unterbringen, was den Rückstand verringert und die Notwendigkeit einer kostspieligen externen Auslagerung verringert.

Ein Beispiel ist eine Nacharbeitsvorrichtung, die zuvor Abschnitte, Schwalbenschwanzverbindungen und 20–25 Minuten manuelle Nachbearbeitung erforderte. Mit dem FuseX1 druckt Jepsen die gesamte Vorrichtung, entpudert sie und strahlt die Oberfläche ab – ein automatisiertes Finish, das pro Vorrichtung fast eine Stunde Arbeit einspart.

Ebenso war das Fensterstauregal – das zur Sicherung mehrerer Fenster auf einer einzigen Palette verwendet wurde – traditionell in zwei Teile geteilt und erforderte vier separate Bauten, um acht Regale herzustellen. Der FuseX1 druckt jetzt acht Racks in einem einzigen 24-Stunden-Aufbau, wodurch sich der Durchsatz verdoppelt und der Klebeaufwand entfällt.

Herkömmliche SLS-Drucker leiden außerdem unter längeren Abkühlzeiten. Die modularen Baueinheiten des X1 verfügen über eine integrierte Isolierung, die dafür sorgt, dass die Teile unter optimalen thermischen Bedingungen bleiben und die Maschine gleichzeitig mit dem nächsten Auftrag beginnen kann, bevor der vorherige Bau vollständig abgekühlt ist.

Die Abteilung von Jepsen produziert außerdem in großen Stückzahlen kostengünstige Teile wie nicht beschädigende Unterlegscheiben. Zuvor trieben dedizierte Aufbauten auf herkömmlichen SLS-Maschinen die Kosten in die Höhe und verzögerten die Entscheidung, auf Spritzguss umzusteigen. Mit der adaptiven Wärmeregelung des X1 packt Jepsen jetzt Unterlegscheiben um größere Teile, maximiert die Baudichte und hält die Kosten pro Einheit wettbewerbsfähig – sodass der Wechsel beim Spritzguss möglicherweise nie notwendig ist.

Über den X1 hinaus betreibt die Additive Manufacturing-Werkstatt von Tesla Giga auch SLA-Drucker von Formlabs – Form4 und Form4L – für eine Reihe von Spezialharzen, von hitzebeständigen Rigid10K- bis hin zu ESD- und Tough-Familien. Die Geschwindigkeit des Form4 ermöglicht eine Lieferung am selben Tag und der einfache Materialwechsel gibt Ingenieuren die Flexibilität, schnell zu iterieren.

Bei 10.000 bis 30.000 Teilen pro Woche ist die Maschinenverfügbarkeit von entscheidender Bedeutung. Jepsen weist darauf hin, dass der Kundensupport von Formlabs den Goldstandard für den industriellen 3D-Druck setzt, mit dem Versand von Ersatzteilen am selben Tag, der die Ausfallzeiten auf ein Minimum reduziert.

Da die Drucker schneller werden, sinkt laut Jepsen der Bedarf an Erweiterungen. „Mit einer X1 erhalte ich die gleiche Teilemenge wie mit zwei oder drei herkömmlichen großformatigen SLS-Systemen“, bemerkt er. Die geringe Stellfläche des X1 – nur 12,5 Fuß² (1,3 m²) – bedeutet, dass mehr Einheiten auf demselben Raum Platz finden, wodurch der Bedarf an neuer Bodenfläche weiter reduziert wird.

Insgesamt zeigt das Additive-Manufacturing-Team von Tesla Giga, wie die neueste 3D-Drucktechnologie die Massenproduktion mit schnellen Durchlaufzeiten skalieren und gleichzeitig die Arbeits- und Materialkosten senken kann.

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