Ce face diferite matrițe de turnare sub presiune pentru vehicule cu energie noi și cum conduc ele înainte în producția de vehicule electrice?

Expansiunea globală rapidă a vehiculelor cu energie noi a plasat matrițele de turnare sub presiune în centrul uneia dintre cele mai solicitante provocări tehnologice ale producției. Formele de turnare sub presiune pentru vehicule cu energie noi sunt sisteme de scule concepute special concepute pentru a produce componente structurale mari, complexe, ușoare din aluminiu și magneziu pe care matrițele auto convenționale nu le pot furniza în mod fiabil la scara, precizia sau consistența ciclului necesară. De la carcasele bateriilor și carcasele motoarelor până la cadrele structurale integrate produse prin gigacasting, aceste matrițe definesc atât plafonul de calitate, cât și economia de producție a producției moderne de vehicule electrice.

Acest ghid examinează ce diferențiază matrițele de turnare sub presiune NEV de sculele auto convenționale, componentele specifice pe care le produc, materialele și principiile de inginerie care guvernează proiectarea lor, provocările care le fac solicitante din punct de vedere tehnic și tendințele care le modelează evoluția, pe măsură ce volumele de producție de vehicule electrice continuă să crească la nivel mondial.

De ce noile vehicule cu energie creează cerințe unice pentru turnarea sub presiune?

Vehiculele cu motor cu ardere internă și vehiculele cu energie nouă au în comun multe metode de fabricație structurală, dar cerințele specifice ale sistemelor de propulsie electrice, sistemelor de baterii și arhitecturilor cu platforme ușoare împing matrițele de turnare sub presiune într-un teritoriu semnificativ mai solicitant decât uneltele auto tradiționale.

Diferența de bază începe cu complexitatea și dimensiunea piesei. Componentăele structurale NEV sunt de obicei mai mari, cu pereți mai subțiri și mai complexe din punct de vedere geometric decât componentele ICE echivalente. Un suport de baterie pentru un sedan electric de dimensiuni medii se poate întinde pe o lungime de peste un metru, cu grosimi ale peretelui de 2,5 până la 4 milimetri printr-o geometrie internă extrem de complexă, care încorporează canale de răcire, boturi de montare și nervuri de rigidizare integrate. Producerea constantă a acestei piese într-o matriță de turnare sub presiune necesită o precizie inginerească care depășește majoritatea aplicațiilor tradiționale de turnare auto.

Scăderea în greutate este un alt factor. Deoarece masa bateriei adaugă deja 300 până la 600 de kilograme la un vehicul NEV în comparație cu un vehicul ICE echivalent, fiecare kilogram economisit în structura vehiculului extinde direct autonomia de rulare. Turnarea sub presiune a aluminiului permite componentelor structurale să fie cu 30 până la 50% mai ușoare decât ștanțarea echivalentă din oțel , ceea ce o face metoda de fabricație dominantă pentru piesele structurale NEV. Această presiune a greutății îi împing pe designerii de matriță către pereți mai subțiri și geometrii mai complexe care necesită o inginerie extrem de precisă a matriței pentru a umple constant fără defecte.

Provocarea integrării managementului termic

Multe componente structurale NEV integrează funcțiile de management termic direct în structura lor turnată. Tăvile bateriei încorporează adesea canale de răcire turnate care circulă lichid pentru a regla temperatura bateriei în timpul încărcării și funcționării. Carcasele motorului integrează mantale de răcire. Aceste caracteristici termice integrate necesită matrițe cu sisteme de miez extrem de precise care pot menține acuratețea dimensională de-a lungul a milioane de cicluri de turnare fără miezul să se deplaseze, să se deformeze sau să se erodeze în moduri care ar compromite integritatea etanșării canalelor de răcire.

Consecința unui canal de răcire defect într-o tavă a bateriei este mult mai gravă decât un defect cosmetic de turnare într-o piesă decorativă auto. Scurgerile de lichid de răcire într-un pachet de baterii creează un risc catastrofal de siguranță, ceea ce înseamnă că cerințele de toleranță și standardele de calitate pentru aceste componente termice integrate sunt semnificativ mai stricte decât pentru majoritatea pieselor turnate auto convenționale.

Componente cheie NEV produse de matrițe de turnare sub presiune

Forme de turnare sub presiune pentru vehicule cu energie nouă produce o gamă largă de componente structurale, de grup motoare și de management termic. Înțelegerea pieselor specifice care sunt produse și a cerințelor lor funcționale oferă contextul pentru înțelegerea de ce provocările legate de ingineria matriței sunt atât de semnificative.

Carcase și tăvi pentru pachetul de baterii

Carcasa bateriei este, fără îndoială, cea mai critică și solicitantă aplicație de turnare sub presiune NEV. Trebuie să ofere rigiditate structurală pentru a proteja celulele de impact și deformare, să încorporeze geometria precisă a canalului de răcire pentru managementul termic, să mențină acuratețea dimensională pe toate suprafețele de montare și etanșare a celulelor și să realizeze toate acestea într-o parte care poate cântări între 15 și 40 de kilograme și poate măsura peste un metru în cea mai lungă dimensiune.

Formele pentru tăvi pentru baterii sunt printre cele mai mari și mai complexe unelte de turnare sub presiune din producție. Acestea funcționează pe mașini de turnare sub presiune cu forțe de strângere de 3.500 până la 6.000 de tone și necesită sisteme extrem de sofisticate de rulare și poartă pentru a asigura umplerea completă și uniformă a geometriilor interne complexe la vitezele mari de injecție necesare pentru a umple pereții subțiri înainte ca aluminiul să se solidifice.

Carcase pentru motoare electrice

Carcasele motoarelor electrice pentru NEV sunt, de obicei, piese turnate cilindrice sau aproape cilindrice din aluminiu, care trebuie să ofere o geometrie precisă a alezajului pentru montarea rulmentului, să integreze o manta de apă pentru răcirea motorului și să mențină toleranțe strânse pe toate suprafețele de îmbinare unde motorul se asambla cu componentele cutiei de viteze și al invertorului. Toleranțele de circularitate și cilindricitate ale alezajelor carcasei motorului sunt esențiale pentru durata de viață a rulmentului și performanța motorului, necesitând modele de matriță care controlează distorsiunea termică în timpul și după turnare cu o precizie excepțională.

Carcase pentru invertoare și electronice de putere

Carcasele invertorului protejează și răcesc componentele electronice de putere care convertesc puterea bateriei DC în curentul motorului AC. Aceste componente necesită proprietăți excelente de ecranare electromagnetică, control dimensional precis pentru montarea componentelor electronice și structuri integrate de radiator sau canale de răcire pentru a gestiona căldura substanțială generată de electronica de putere la niveluri ridicate de curent. Formele de turnare sub presiune pentru carcasele invertorului trebuie să producă pereți foarte subțiri, stabili din punct de vedere dimensional, cu caracteristici interne complexe și suprafețe interne netede, care nu rețin căldura.

Componente structurale integrate prin Gigacasting

Cea mai transformatoare dezvoltare în turnarea sub presiune NEV este gigacasting, producția de componente structurale integrate foarte mari, care înlocuiesc ansambluri realizate anterior din zeci de ștanțare și piese turnate individuale sudate împreună. Tesla a fost pionier în această abordare cu turnarea sub caroserie din spate și a extins-o la structurile integrate față și spate. Aceste piese turnate dintr-o singură piesă pot înlocui ansambluri de 70 până la 100 de piese individuale, reducând munca de asamblare cu până la 40% și greutatea structurală cu 10 până la 20% în comparație cu ansamblurile sudate echivalente.

Formele Gigacasting sunt cele mai mari instrumente de turnare sub presiune construite vreodată pentru producția de automobile. Aceștia funcționează pe mașini cu forțe de strângere de 6.000 până la 16.000 de tone și trebuie să producă piese cu suprafețe proiectate care depășesc 1,5 metri pătrați. Complexitatea inginerească a acestor instrumente în ceea ce privește deschiderea, aerisirea, răcirea și ejectarea este fără precedent în istoria sculelor auto.

Materialele de matriță și rolul lor în performanța turnării sub presiune NEV

Selectarea materialelor de matriță este una dintre cele mai importante decizii în proiectarea sculelor de turnare sub presiune NEV. Materialele matrițelor trebuie să reziste la solicitările termice și mecanice extreme ale turnării sub presiune a aluminiului sub presiune, menținând în același timp stabilitatea dimensională și integritatea suprafeței pe parcursul sesiunilor de producție care pot atinge sute de mii de cicluri.

Oțel pentru scule de lucru la cald: fundamentul construcției matrițelor NEV

Oțelurile pentru scule de lucru la cald sunt materialul standard pentru cavitățile și miezurile matrițelor de turnare sub presiune. Cele mai utilizate calități în aplicațiile de turnare sub presiune NEV includ:

• H13 (1,2344): Oțelul de referință pentru lucru la cald pentru turnarea sub presiune a aluminiului. H13 oferă o combinație excelentă de duritate la cald, rezistență la oboseală termică și duritate. Este folosit pentru inserții cu cavitate, miezuri și glisiere în majoritatea uneltelor de turnare sub presiune NEV.
• H11 (1,2343): Duritate mai mare decât H13 cu duritate la cald puțin mai mică. Preferat pentru secțiunile de matriță mai mari, unde rezistența la șoc termic este prioritară față de duritatea suprafeței.
• Variante premium H13 (SKD61, 8407 Supreme, Dievar): Calități de oțel proprietare de la marii producători de oțel pentru scule care oferă izotropie, curățenie și rezistență la oboseală termică îmbunătățite în comparație cu standardul H13. Acestea sunt din ce în ce mai specificate pentru componentele NEV cu ciclu înalt, unde durata de viață extinsă a sculei este esențială pentru economia producției.
• Oțeluri maraging: Folosit pentru componente specifice matriței cu solicitare ridicată, cum ar fi miezuri subțiri și știfturi, unde este necesară combinația de rezistență foarte mare și duritate bună. Mai scump decât H13, dar oferă o viață mai lungă în locații solicitante.

Tratamente de suprafață care prelungesc durata de viață a mucegaiului

Ciclul termic extrem care are loc în timpul turnării sub presiune a aluminiului provoacă degradarea progresivă a suprafeței prin verificarea căldurii, eroziune și lipire. Tratamentele de suprafață aplicate cavității matriței și suprafețelor miezului prelungesc semnificativ durata de viață a sculei și mențin calitatea suprafeței:

• Nitrurare: Difuzează azotul în stratul de suprafață al oțelului, creând o carcasă rigidă care rezistă la eroziune și la controlul termic. Nitrurarea cu gaz și nitrurarea cu plasmă sunt folosite ambele pentru matrițele de turnare sub presiune NEV, nitrurarea cu plasmă oferind un control mai precis al adâncimii carcasei.
• Acoperiri PVD: Acoperirile fizice de depunere de vapori, cum ar fi TiAlN, CrN și AlCrN oferă straturi de suprafață dure, cu frecare scăzută, care rezistă la lipirea și eroziunea aluminiului. Acoperirile PVD sunt deosebit de eficiente în zonele porților și zonele de curgere cu viteză mare, unde eroziunea este cea mai severă.
• Acoperiri cu pulverizare termică HVOF: Acoperirile cu carbură de tungsten sau materiale dure similare pulverizate cu oxigen de mare viteză sunt aplicate pe zone specifice de uzură mare pentru a oferi rezistență excepțională la eroziune în zonele în care tratamentele convenționale de suprafață sunt insuficiente.

Provocări critice ale ingineriei de proiectare în matrițele de turnare sub presiune NEV

Proiectarea matrițelor de turnare sub presiune pentru vehicule cu energie nouă implică rezolvarea unui set de provocări interconectate care trebuie abordate simultan în proiectarea matriței. Eșecul într-un anumit domeniu duce la probleme de calitate, durata de viață scurtă a sculei sau ineficiența producției.

Managementul termic al matriței în sine

O matriță de turnare sub presiune pentru o componentă structurală NEV experimentează cicluri termice de la aproximativ 200 până la 250 de grade Celsius la suprafața cavității în timpul injectării metalului la 180 până la 200 de grade Celsius în timpul răcirii, repetându-se cu fiecare ciclu de turnare. Pe parcursul a sute de mii de cicluri, această oboseală termică este cauza principală a verificării căldurii și a degradării suprafeței cavității.

Canalele de răcire conforme, prelucrate sau fabricate aditiv pentru a urma conturul suprafeței cavității la o distanță constantă, sunt acum standard în matrițele de turnare sub presiune NEV de înaltă performanță. Canalele de răcire conforme asigură o extracție a căldurii mult mai eficientă și uniformă decât circuitele de răcire convenționale cu găurire dreaptă. Studiile au demonstrat că răcirea conformă poate reduce timpul de ciclu cu 15 până la 30% și poate reduce diferența de temperatură pe suprafața cavității cu 40 până la 60% în comparație cu răcirea convențională, care reduce direct daunele provocate de oboseala termică și prelungește durata de viață a mucegaiului.

Fabricația aditivă, în special topirea selectivă cu laser a pulberii de oțel pentru scule, a permis producerea de inserții de răcire conforme complexe, cu geometrii de canale interne care nu pot fi produse prin prelucrare convențională. Această tehnologie a devenit un factor important pentru răcirea de înaltă performanță în matrițele de turnare sub presiune NEV.

Proiectarea sistemului de porți și rulare

Sistemul de blocare controlează modul în care aluminiul topit intră în cavitatea matriței, iar designul său are o influență profundă asupra calității pieselor, nivelurilor de porozitate și a capacității de a umple secțiuni subțiri și complexe fără închideri la rece sau greșeli. Componentele structurale NEV cu grosimi ale peretelui de 2,5 până la 3,5 milimetri și suprafețe mari proiectate prezintă provocări extreme de proiectare, deoarece aluminiul trebuie să umple întreaga cavitate înainte de a începe să se solidifice.

Viteza porții, zona porții și locația porții trebuie optimizate simultan. O viteză prea mare a porții creează turbulențe care antrenează aer și pelicule de oxid, provocând porozitate. O viteză prea mică duce la solidificare prematură și închidere la rece. Vitezele tipice ale porții pentru turnarea sub presiune a aluminiului sunt de 30 până la 50 de metri pe secundă , iar realizarea acestui lucru într-o geometrie mare și complexă a piesei necesită o simulare computațională atentă a dinamicii fluidelor în timpul proiectării matriței pentru a verifica dacă frontul de curgere se comportă conform intenției.

Sisteme de vid și ventilație

Aerul și gazul prins în cavitatea matriței în timpul injectării metalului este sursa principală de porozitate în turnarea sub presiune din aluminiu. Pentru componentele structurale NEV unde porozitatea compromite atât integritatea mecanică, cât și etanșeitatea la presiune a canalelor de lichid de răcire integrate, controlul gazului captat este esențial.

Sistemele de turnare sub vid care evacuează cavitatea matriței la sub 50 milibari înainte și în timpul injectării sunt o practică standard pentru componentele structurale NEV de înaltă integritate. Aceste sisteme necesită canale de vid prelucrate cu precizie, supape de vid cu acțiune rapidă și sisteme de etanșare a matriței care mențin integritatea vidului la linia de despărțire și în jurul tuturor interfețelor de culisare și miez pe tot parcursul ciclului de injecție. Designul matriței trebuie să se adapteze la rutarea circuitului de vid fără a compromite integritatea structurală sau acoperirea circuitului de răcire.

Proiectarea sistemului de evacuare pentru piese complexe mari

Ejectarea unei turnări structurale NEV mari, cu pereți subțiri din matriță, fără denaturare sau deteriorare a suprafeței, necesită un sistem de evacuare atent proiectat, cu știfturi distribuiți pentru a aplica forța uniform pe zona piesei. Forța de ejectare neuniformă pe o turnare mare, relativ flexibilă, cauzează distorsiuni locale care pot depăși toleranțele dimensionale sau pot crea concentrații de tensiuni care reduc durata de viață la oboseală în funcțiune.

Pentru piesele gigacast, ingineria sistemului de ejectie este deosebit de solicitanta. O turnare de sub caroserie din spate pentru un vehicul electric poate cântări între 50 și 70 de kilograme și poate avea o lungime de peste 1,4 metri. Ejectarea uniformă a acestei piese, transferarea ei într-un sistem de manipulare și efectuarea acestui lucru în mod repetat la fiecare 80 până la 120 de secunde pe parcursul a sute de mii de cicluri de producție necesită proiectarea sistemului de evacuare de o precizie și fiabilitate excepționale.

Compararea cerințelor NEV pentru matrițe de turnare sub presiune pe tipuri de componente

Diferitele componente NEV impun cerințe diferite asupra matrițelor de turnare sub presiune. Următoarea comparație ilustrează modul în care parametrii cheie de specificație a matriței variază între principalele aplicații de turnare NEV:

Rolul simulării în dezvoltarea matrițelor de turnare sub presiune NEV

Simularea pe computer a devenit indispensabilă în dezvoltarea matrițelor de turnare sub presiune NEV. Complexitatea componentelor structurale NEV și costul construirii și modificării instrumentelor mari de turnare sub presiune fac ca dezvoltarea fizică prin încercare și eroare să fie prohibitiv de costisitoare. Simularea permite inginerilor să identifice și să rezolve problemele din domeniul virtual înainte ca orice metal sau oțel să fie tăiat.

Simulare de umplere a matriței

Simularea computațională a dinamicii fluidelor a umplerii matriței prezice modul în care aluminiul topit va curge prin sistemul de rulare și va intra în cavitatea matriței. Identifică locațiile potențiale închise la rece unde două fronturi de curgere se întâlnesc la temperatură scăzută, prezice zonele cu risc de captare a aerului și porozitate și permite optimizarea poziției porții și a geometriei ghidajului înainte de construirea sculei. Software-ul modern de simulare a umplerii, cum ar fi Magmasoft, ProCAST și Altair Inspire Cast, poate modela întregul eveniment de umplere în câteva minute și poate prezice distribuția porozității cu o bună acuratețe atunci când condițiile de limită sunt specificate corect.

Simularea termică și structurală a matriței

Analiza cu elemente finite a structurii matriței prezice gradienții termici, distribuția tensiunilor termice și deformarea mecanică sub forțele de strângere și injecție. Pentru uneltele mari de turnare sub presiune NEV, deformarea matriței sub forțele extreme de strângere ale mașinilor de mare tonaj poate fi suficient de semnificativă pentru a afecta etanșarea liniei de despărțire și acuratețea dimensională a piesei turnate, dacă nu este luată în considerare în proiectarea matriței.

Simularea oboselii termice bazată pe modele de încărcare termică ciclică prezice care zone de matriță sunt cele mai susceptibile la verificarea căldurii, permițând inginerilor să specifice o răcire îmbunătățită, o calitate îmbunătățită a oțelului sau acoperiri de suprafață de protecție în zonele cu cel mai mare risc înainte de începerea producției. S-a demonstrat că proiectarea matriței bazată pe simulare reduce numărul de iterații fizice de încercare necesare înainte de aprobarea producției cu 40 până la 60% în aplicații de turnare NEV de mare complexitate, reprezentând economii semnificative de timp și costuri.

Predicția de solidificare și distorsiune

Pe măsură ce turnarea se solidifică și se răcește de la temperatura de turnare la temperatura camerei, contracția termică diferențială determină distorsionarea piesei față de geometria sa ca turnare. Pentru componentele structurale NEV mari cu toleranțe dimensionale strânse pe alezajele rulmentului, suprafețele de etanșare și interfețele de asamblare, predicția distorsiunii este esențială. Simularea procesului de solidificare și răcire permite compensarea în avans a dimensiunilor cavității matriței, astfel încât piesa finală răcită să-și îndeplinească dimensiunile nominale în ciuda distorsiunii care apare în timpul răcirii.

Standarde de control al calității și testare pentru componentele turnate sub presiune NEV

Siguranța și criticitatea performanței componentelor structurale NEV necesită un control riguros al calității pe tot parcursul procesului de turnare și asupra pieselor finite. Designul matriței de turnare sub presiune influențează direct cât de ușor poate fi monitorizată și controlată calitatea în producție.

Monitorizare și control în proces

Celulele moderne de turnare sub presiune NEV încorporează sisteme extinse de monitorizare în proces care urmăresc parametrii procesului la fiecare fotografie și semnalează abaterile care pot indica probleme de calitate. Parametrii cheie monitorizați includ:

• Profiluri de presiune și viteză de injecție pe parcursul fazelor de umplere și intensificare.
• Temperatura matriței în mai multe locații ale suprafeței cavității pentru a detecta modificările de performanță ale circuitului de răcire.
• Nivelul de vid atins înainte de injectare pentru sistemele de turnare sub presiune.
• Forța de deschidere a matriței și profilele forței de ejectare care pot indica lipirea pieselor sau formarea fulgerului.
• Greutatea dozei și grosimea biscuiților ca indicatori ai consistenței umpluturii cu metal.

Testarea nedistructivă a pieselor turnate NEV

Piesele turnate structurale NEV de mare valoare sunt supuse unor teste nedistructive pentru a verifica calitatea interioară fără a distruge piesa. Principalele metode NDT aplicate sunt:

• Scanare cu raze X și tomografie computerizată (CT): Dezvăluie porozitatea internă, contracția și incluziunile. Scanarea CT oferă hărți tridimensionale de porozitate care pot fi evaluate în funcție de criteriile de acceptare și utilizate pentru a valida predicțiile de simulare a turnării. Pentru tava bateriei și componentele carcasei motorului, scanarea CT a pieselor de probă este de obicei necesară în timpul aprobării producției.
• Testarea presiunii: Tăvile bateriei, carcasele motorului și alte componente cu pasaje de fluid integrate sunt testate la presiune cu aer sau heliu pentru a verifica integritatea etanșării. Testarea scurgerilor cu heliu poate detecta scurgeri de până la 10 până la o putere negativă de 6 milibari pe litru pe secundă, care este nivelul de sensibilitate necesar pentru componentele circuitului de răcire a bateriei.
• Inspecția mașinii de măsurat coordonate (CMM): Caracteristicile dimensionale critice ale găurilor de rulment, suprafețelor de etanșare și interfețelor de asamblare sunt verificate în raport cu toleranțele GD și T utilizând sondarea CMM sau scanarea cu lumină structurată.

Tendințe care modelează viitorul tehnologiei NEV de turnare sub presiune

Industria NEV se dezvoltă atât de rapid încât tehnologia matrițelor de turnare sub presiune este împinsă în mod continuu către noi capabilități. Mai multe tendințe modifică în mod activ cum arată matrițele pentru componentele NEV și cum sunt dezvoltate.

Extinderea Gigacasting-ului pe platformele de vehicule

În urma validării comerciale de către Tesla a gigacasting-ului pentru componente structurale, mai mulți producători auto chinezi, europeni și coreeni dezvoltă sau implementează programe de gigacasting. BYD, Nio, Li Auto, Volvo și Toyota au anunțat sau implementat programe de turnare structurală la scară largă. Piața globală a mașinilor de turnare sub presiune peste 6.000 de tone de forță de strângere este estimată să crească cu peste 25% anual până în 2028 deoarece aceste programe se extind la volumele de producție.

Această expansiune generează cererea pentru producătorii de matrițe capabili să conceapă și să producă cele mai mari și mai complexe unelte de turnare sub presiune construite vreodată pentru producția de automobile și concentrează cea mai avansată dezvoltare a tehnologiei de matriță din sectorul NEV.

Integrarea producției aditive în producția de matrițe

Fabricația aditivă este din ce în ce mai integrată în producția de matrițe de turnare sub presiune NEV pentru producerea de inserții de răcire conforme și componente complexe de bază. Topirea selectivă cu laser a pulberii de oțel de scule H13 permite geometrii canalelor de răcire imposibil de realizat prin găurire convențională, iar abordările de fabricație hibridă care combină procesarea aditivă și subtractivă devin o practică standard pentru inserțiile de matriță de înaltă performanță în aplicațiile NEV.

Tehnologie Digital Twin pentru managementul ciclului de viață al matriței

Modele digitale duble de matrițe de turnare sub presiune, care combină datele de proiectare cu informații de monitorizare a producției în timp real, sunt implementate de producători de automobile de top și turnători sub presiune pentru a prezice cerințele de întreținere, a optimiza parametrii procesului și a urmări degradarea matriței pe parcursul ciclului de viață al producției. Un geamăn digital de matriță care integrează datele contorului de împușcături, monitorizarea termică și rezultatele inspecției dimensionale poate prezice când va fi necesară renovarea cavității înainte să apară probleme de calitate în producție, reducând timpul neplanificat și generarea de resturi.

Dezvoltare de noi aliaje pentru aplicații de turnare NEV

Dezvoltarea aliajelor se desfășoară în paralel cu tehnologia matrițelor pentru a permite aliaje de turnare fără tratament termic, care ating proprietățile mecanice care necesitau anterior tratament termic T5 sau T6 post-turnare. Aceste aliaje, cum ar fi materialul pe bază de Silafont-36 de la Tesla, utilizat în piesele sale gigacast, simplifică procesul de fabricație și reduc consumul de energie, dar impun noi cerințe privind controlul temperaturii matriței pentru a obține microstructura necesară în timpul solidificării în matriță. Aliajele fără tratament termic necesită o precizie a managementului termic al matriței, care este mult mai solicitantă decât turnarea aliajelor convenționale , conducând la dezvoltarea în continuare a sistemelor de răcire conformă și de control al temperaturii matriței în timp real.

Pe măsură ce volumele de producție NEV își continuă traiectoria de creștere globală și arhitecturile vehiculelor evoluează către o integrare structurală mai mare și obiective de greutate mai ușoare, capacitatea de inginerie încorporată în matrițele de turnare sub presiune a vehiculelor cu energie noi va rămâne un diferențiere fundamental între producătorii care pot atinge obiectivele de cost și calitate și cei care nu pot. Sculele nu sunt vizibile în vehiculul finit, dar reprezintă fundația pe care este construită fiecare componentă structurală NEV.