Tecnología Gigacasting
Carrocerías de aluminio
La creciente adopción de vehículos eléctricos ha impulsado una transformación significativa en los procesos de fabricación dentro de la industria automovilística. Uno de los objetivos clave de esta evolución es la reducción del peso del vehículo, con el fin de maximizar la eficiencia y autonomía de las baterías. En este contexto, la tecnología Gigacasting emerge como una solución innovadora que está redefiniendo el diseño y la producción de carrocerías.
El Gigacasting es un proceso de fundición a presión a gran escala que permite fabricar componentes estructurales de gran tamaño en una sola operación, utilizando prensas industriales capaces de ejercer entre 6.000 y 16.000 toneladas de fuerza. Esta técnica reemplaza decenas o incluso cientos de piezas individuales, que tradicionalmente se unían mediante soldadura o remachado, por una única estructura monolítica de aluminio.
Este enfoque permite que los componentes principales de la carrocería se fabriquen en un único proceso, acelerando la línea de producción y generando un importante ahorro en recursos y espacio industria.
En las carrocerías actuales, se ensamblan cientos de piezas metálicas diferentes mediante uniones soldadas con precisión milimétrica, lo que convierte el proceso en una tarea altamente compleja y costosa. La introducción del Gigacasting revoluciona este enfoque, ya que permite fabricar una única pieza de gran tamaño que sustituye a múltiples componentes, reduciendo tanto el número de uniones como el peso total de la estructura.
Esta innovación cobra especial relevancia en los nuevos vehículos eléctricos, donde el peso influye directamente en la eficiencia energética. Una carrocería más ligera permite instalar baterías de menor tamaño sin comprometer la autonomía, lo que se traduce en una ventaja competitiva significativa. En otras palabras, el Gigacasting facilita la fabricación de coches más eficientes y económicos, sin renunciar al rendimiento eléctrico.
Pricipales ventajas del Gigacasting
↘ Reducción de más de 70 o incluso 100 piezas a una sola.
↘ Eliminación de numerosos procesos de ensamblaje y soldadura.
↘ Aumento de la rigidez estructural del vehículo.
↘ Disminución del peso de carrocería.
↘ Reducción del tiempo y coste de producción.
Gracias a esta revolucionaria técnica introducida inicialmente por Tesla, es mucho más rápido y barato fabricar coches modernos. Se pueden modificar las líneas de montaje tradicionales, llenas de robots de soldadura, por nuevas líneas de montaje más lineales y eficientes que, además, requieren de un menor espacio físico, al mismo tiempo que se acorta de forma considerable el tiempo de fabricación de los vehículos. Esta optimización del proceso productivo se traduce en un notable aumento de la eficiencia industrial, lo cual reduce los costes de fabricación por unidad de una forma muy significativa, beneficiando tanto a los fabricantes como al consumidor final.
Sin embargo, la adopción de esta tecnología representa una transformación industrial de gran envergadura que exige inversiones iniciales sustanciales en maquinaria altamente especializada, como las Giga Presses. Además, el proceso de fundición a presión de componentes de gran tamaño impone retos técnicos considerables, ya que requiere un control extremadamente preciso de parámetros como la temperatura del metal fundido y la presión de inyección. La consolidación de múltiples piezas en una única estructura implica que cualquier defecto durante la producción puede dar lugar al rechazo de componentes costosos y complejos de reprocesar. Asimismo, la reparabilidad de estas grandes piezas monolíticas presenta desafíos adicionales, ya que las intervenciones son más complejas y costosas que en carrocerías convencionales formadas por componentes más pequeños. Es decir, que en caso de que estas piezas resulten afectadas en un siniestro, su reparación se complica en mayor medida.
El Gigacasting permite reducir más de 70 componentes estructurales a una sola pieza de aluminio, optimizando costes, tiempo y eficiencia en la línea de producción.
Esta tecnología dificulta la sustitución de componentes de forma tradicional conocida hasta el momento. Sin embargo, en algunos casos los fabricantes han comenzado a desarrollar secciones parciales de determinadas zonas estructurales, que permiten reemplazar únicamente las áreas afectadas en caso de daño, sin necesidad de sustituir toda la pieza.
Por otro lado, Gigacasting contribuye positivamente a la sostenibilidad del proceso de producción. Al reducir el número de piezas y procesos de unión, se genera menos residuo industrial y se disminuye el consumo energético global, lo que se traduce en una reducción significativa de la huella de carbono asociada a la fabricación de vehículos.
Tesla fue pionera en la implementación industrial de esta tecnología, introduciéndola por primera vez en la producción del Model Y a principios de 2020 en su planta de Fremont, California. Para ello, emplea prensas gigantes de fundición a presión desarrolladas por la empresa italiana IDRA Group, capaces de ejercer fuerzas de hasta 6.000 toneladas. Inicialmente, esta técnica se aplicó a la fabricación de la estructura trasera del bastidor del Model Y, y posteriormente también a la parte delantera. Como resultado, Tesla logró reducir más de 70 componentes individuales a una sola pieza, simplificando drásticamente el ensamblaje del chasis. Esta integración no solo aceleró el proceso productivo, sino que permitió una reducción estimada de hasta el 40 % en costes de materiales y mano de obra.
Una comparación entre la arquitectura estructural del Tesla Model Y y el Model 3 evidencia los beneficios de Gigacasting: mientras que el Model Y utiliza únicamente dos grandes piezas para formar el armazón delantero y trasero, el Model 3 requiere 171 componentes individuales, conectados mediante aproximadamente 1.600 puntos de soldadura adicionales.
Otros fabricantes también están incorporando esta tecnología en sus procesos de producción. Por ejemplo, Volvo para su plataforma para el vehículo eléctrico presenta esta tecnología, a la que denomina Megacasting, para fabricar el armazón posterior interior también en una sola pieza. Toyota, por su parte, ha presentado sus primeros desarrollos en Gigacasting con un enfoque innovador: construir la estructura del vehículo a partir de solo tres grandes componentes la sección central, que alojará la batería, y dos subchasis fabricados como piezas únicas, reemplazando así las más de 90 piezas que tradicionalmente se ensamblan mediante procesos convencionales.
No obstante, el uso de prensas de gran tonelaje (entre 6.000 y 16.000 toneladas) conlleva también una serie de desafíos técnicos y económicos: desde los altos costes de adquisición y mantenimiento de las máquinas, hasta la complejidad del diseño y fabricación de las matrices, pasando por la gestión térmica del proceso, que resulta mucho más exigente en comparación con métodos tradicionales.
Gracias a su impacto en el peso del vehículo, la técnica del Gigacasting se ha convertido en un factor clave para mejorar la autonomía y sostenibilidad de los coches eléctricos.
En cuanto a los materiales empleados, las aleaciones de aluminio son fundamentales para Gigacasting. Tesla, por ejemplo, utiliza una aleación AlSi7CuMg, mientras que otros fabricantes como Volkswagen o Volvo optan por AlSi7MnMg, buscando un equilibrio entre resistencia mecánica, soldabilidad, fluidez en el llenado del molde y resistencia a la corrosión.
Conclusión
La tecnología Gigacasting supone un avance significativo en la fabricación de carrocerías, alineándose con las demandas del mercado de vehículos eléctricos en cuanto a eficiencia, sostenibilidad y reducción de costes. Aunque implica ciertos retos técnicos y requiere una inversión inicial considerable, sus ventajas estructurales, económicas y medioambientales están impulsando su adopción por parte de un número creciente de fabricantes líderes a nivel global.
Uno de los principales desafíos actuales es la complejidad que plantea la reparación de componentes monolíticos. No obstante, ya se están desarrollando soluciones como secciones parciales intercambiables, que permitirán sustituir únicamente las zonas dañadas y facilitar así las intervenciones en caso de siniestro.
En definitiva, el Gigacasting no solo simplifica la arquitectura de los vehículos modernos, sino que también abre nuevas posibilidades para el diseño automovilístico del futuro.