En la actualidad, y durante los últimos años, Tesla Motors ha estado trabajando para abordar  algunas de sus necesidades materiales buscando activamente materiales de más de un proveedor o región, y continúa explorando la disponibilidad de materiales en nuevas regiones para que pueda satisfacer eficaz y eficientemente la demanda de sus consumidores. Como se señaló anteriormente, esto no ha afectado el diseño del Model S o el Model X, aunque es un desafío, que además debe ir con innovación constante. Para cumplir con las exigencias del mercado, Tesla Motors ha abierto su propia planta de fabricación con sede en Nevada para que pueda producir la mayor cantidad posible de sus propias piezas y se ha comprometido públicamente a obtener tantas materias primas como sea posible.

Estos modelos tienen en su diseño, en muchos sentidos, una visión del futuro, desde la configuración inicial de las materias primas hechas por los robots hasta los toques finales desarrollados por las manos humanas; Tesla cita en sus reportes que tiene 3.000 empleados y un total de 160 robots que construyen estos fantásticos vehículos de principio a fin, un proceso que toma entre tres y cinco días; entre robots con láseres, robots que cortan y sueldan, robots que pintan y robots que transportan cuerpos de automóviles a lo largo de bandas magnéticas, hay mucho dentro de esta moderna planta de automóviles que puede excitar la mente del más soñador.

Materiales usados en el Model S y el Model X

El cuerpo y el chasis del Model S o el Model X de Tesla están fabricados casi en su totalidad con aluminio, que proviene del mineral de bauxita. El aluminio es liviano, lo que ayuda a maximizar el alcance de la batería más allá de los otros vehículos eléctricos; la cantidad total de aluminio utilizada en el automóvil es 190 kg; además utiliza un acero de boro de alta resistencia para reforzar el aluminio en puntos críticos de seguridad. El acero de boro está hecho de hierro, boro, carbón de coque y otros aditivos.

La parte inferior de cualquiera de estos vehículos está hecha de titanio de ultra alta resistencia, que protege la batería de casi cualquier fuerza o perforación en el borde de la carretera. Las llantas de aleación de aluminio también están hechas de mineral de bauxita; el caucho de los neumáticos proviene de fuentes naturales y no de cauchos sintéticos a base de petroquímicos.

Si bien los motores y las baterías de iones de litio no usan metales raros, la mayoría de los altavoces de vehículos de alta gama y otros dispositivos electrónicos usan elementos raros como los imanes de neodimio. En el interior se identifica elementos de plástico, asientos y tapizado de cuero de primera calidad (opcional vegano o sintético); las ventanas están hechas de vidrio y silicio reforzado; además, en el interior también se usó fibra de carbono y cables de cobre en varios de los componentes del habitáculo.

El motor de inducción contiene un motor de rotor hecho de cobre de alto rendimiento, con unos 45,4 kg de peso, mientras la pieza estacionaria del motor, el estator, está hecho de cobre y acero. El paquete de baterías pesa 540 kg (o más de acuerdo al modelo y configuración), que equivale a aproximadamente el 26% del peso total del vehículo; acondicionándose en un centro de gravedad más bajo, dándole a cualquiera de los modelos, una estabilidad sin precedentes, tanto para vehículos sedán o SUV.

La batería que contiene celdas de baterías de iones de litio está compuesta de los siguientes materiales;

  • El cátodo de batería utiliza una formulación de NCA con la relación aproximada: 80% de níquel, 15% de cobalto y 5% de aluminio. Pequeñas cantidades de litio también se utilizan en el cátodo.
  • El terminal negativo (ánodo) usa grafito natural o sintético para contener iones de litio, pero es probable que contenga también pequeñas cantidades de silicio.
  • El electrolito está hecho de una sal de litio.
  • También se usa cobre y/o papel de aluminio.

La Fabricación de un Model S y un Model X

Para desarrollar la fabricación se empiezan a trabajar con láminas de aluminio, cuyas hojas van en una máquina de prensa hidráulica, donde se estampan en guardabarros tridimensionales, paneles de capó, puertas y techos. El aluminio estampado ahorra aproximadamente la mitad del peso del acero y la disminución de peso permite aumentar la eficiencia general del vehículo.

La línea de impresión produce los paneles de la carrocería; los estampados, piezas fundidas y extrusiones restantes del cuerpo se producen en instalaciones externas y se envían a la fábrica para su ensamblaje. En el sub-ensamblaje, se unen las piezas estampadas, con un proceso que es mucho más eficiente compilando grupos de componentes en conjuntos, en lugar de construir el vehículo pieza por pieza en una sola línea de producción. Para finalizar, los paneles exteriores lisos que le dan a los vehículos sus hermosas líneas, se sueldan a las estructuras internas que le dan al vehículo su fuerza y ​​seguridad.

El Enmarcado

A continuación, los subconjuntos preparados se mueven a la tienda Body Framing Shop; aquí, los robots recogen los subconjuntos de los bastidores cercanos mientras que otros brazos se mueven con pegamento, soldadura y remaches para sellar y unir las piezas. Las puertas, la capucha y la tapa del maletero están colgadas en el marco principal, adjuntándose el marco del techo que sostendrá los paneles de vidrio panorámico y brillante. En esta etapa, la precisión es primordial, por tanto se verifican las imperfecciones de las soldaduras, los agujeros y lo huecos.

La estructura perfeccionada que sale de Body Framing Shop se conoce como “cuerpo en blanco”, que representa la estructura principal del vehículo y es fundamental para la dinámica de conducción y la seguridad de los ocupantes; la estructura completa ahora está lista para ser pintada.

El Desarrollo del Motor

El motor eléctrico de corriente alterna se fabrica internamente y cuyos componentes son el estator y el rotor; su fabricación comienza cuando un robot se desenrosca y pasa más de 800 metros de cable de cobre por motor. Luego se tira del cable de cobre en una pila; el motor posee tres fases y por lo tanto requiere de tres bobinas de cobre.

Posteriormente, un trabajador alarga y endereza cada paquete de cables e inserta el elevador hidráulico para transferir el motor a la siguiente estación. Otro trabajador, aisla cada paquete de cable de cobre en una manga de plástico, evitando así que los paquetes se toquen entre sí; en cada proceso, los extremos de los paquetes se recortan a la longitud correcta. Al final, se agregan los accesorios para formar los puntos de unión para las tres fases del motor.

Una máquina de coser automática especializada une las bobinas para mantenerlas en su lugar, recordando que una mayor rigidez de la unión proporcionada por una máquina de coser robótica aumenta la eficiencia del motor. El estator se encajona en una resina epoxi de dos partes para ayudar a distribuir uniformemente el calor del motor; como el estator ahora está completo, se inserta en una caja metálica calentada, bloqueando el estator dentro mientras la carcasa se enfría; otro trabajador usa un sistema de elevación para insertar el rotor dentro del estator completando la fabricación del motor.

La Pintura

El color de un vehículo dice mucho sobre el conductor, y es en esta etapa que el vehículo comienza a desarrollar su carácter en un proceso de pintura de cuatro pasos que incluye la preparación y tres capas de pintura. El proceso de pintura diferirá de la pintura tradicional en un esfuerzo por reducir las emisiones; el innovador proceso de pintura utiliza un recubrimiento en polvo para las capas de imprimación y capa transparente.

Los vehículos Tesla son de los primeros vehículos en emplear no una, sino dos capas de pintura en polvo, evitando las pinturas líquidas que contienen aditivos que pueden ser dañinos. Al usar una pintura en polvo, se reduce sustancialmente las emisiones de fábrica mientras se produce calidad de pintura líder en su clase.

Para pintar, el vehículo estará conectado a una fuente de electricidad y conectado a tierra; la pintura con carga positiva se rociará con pistolas de pintura. Las partículas cargadas se atraen electrostáticamente hacia el automóvil y se distribuyen uniformemente; una vez aplicado, el vehículo viaja sobre una cinta transportadora a través de un horno de 350 grados para curar la pintura; entre el “imprimador-impresor” y las capas de polvo claras, se aplica la capa de color. Después de aplicar las tres capas de pintura, el vehículo se lija en húmedo para garantizar una superficie impecable.

El Ensamblaje final

Una vez pulida la capa final de pintura, el vehículo se mueve al área de ensamblaje final; aquí, se transforma de un caparazón de aluminio esculpido y pintado. Las piezas móviles (las puertas y la tapa del maletero) se retiran y se envían a estaciones de montaje separadas para su posterior trabajo.

En una estación de ensamblaje de puertas, por ejemplo, el cableado se alimenta entre el panel exterior y el marco interior, las manijas están unidas y las piezas de cuero premium están abrochadas. Otras estaciones de ensamblaje funcionan en el tablero, el forro del maletero y otras piezas. Las partes más profundas dentro del marco principal del automóvil se conectan; a continuación, se instalan los subconjuntos interiores: alfombra, techo interior, consola, tablero de instrumentos, asientos y el volante.

Los airbags se instalan en ubicaciones clave para proteger a los ocupantes en caso de impacto desde cualquier dirección. Las puertas, una vez instaladas, vuelven a colocarse y ajustarse para adaptarse. Pero, ¿qué sería del Model S o el Model X sin los sistemas de propulsión y baterías de última generación?

Con muchas menos piezas móviles que un motor de combustión interna, el motor, el transeje, el inversor y el sistema de suspensión trasera están contenidos dentro de un subconjunto que puede atornillarse en un solo paso. El paquete de baterías refrigerado por líquido, con conexiones de fluido de liberación rápida se instala en cuestión de segundos; el paquete de batería proporciona el elemento estructural final al cuerpo del vehículo. Con esta hazaña de ingeniería, se puede cambiar rápidamente una batería vacía por una completa, si surge la necesidad en largos viajes por carretera.

Las Pruebas de Calidad

Antes de la entrega, el vehículo debe someterse a pruebas de calidad que consisten en una “carretera rodante” (un dispositivo que imita la conducción en calles reales), una prueba de agua para verificar fugas y una estación de inspección que asegura que todos los componentes estén instalados de manera estándar.

En lugar de desperdiciar galones de agua para realizar la prueba de fugas, en su lugar se emplean ondas ultrasónicas dentro del habitáculo, ya que un dispositivo en el exterior detecta las olas que se escapan. Con este sistema científico de prueba de ingreso de fluidos, se salva valiosos recursos naturales; al final de las pruebas de calidad, el Model S o el Model X está listo para la entrega.