路透社日前報道稱,特斯拉在一體化壓鑄上取得技術(shù)突破。通過這項技術(shù),特斯拉可將電動汽車幾乎所有復(fù)雜車身底部零件壓鑄成一個整體,而非僅壓鑄約400個零部件。該技術(shù)將令特斯拉生產(chǎn)成本減半,或改變傳統(tǒng)的電動汽車制造方式。
消息人士表示,全新的制造技術(shù)意味著該公司可以在18至24個月內(nèi)從頭開始開發(fā)一款汽車,而目前大多數(shù)競爭對手需要3至4年的時間。
特斯拉正在計劃推出售價約為2.5萬美元的平價電動汽車,該車型或?qū)⑹褂靡粋€大型鑄件框架,將車頭、車尾以及裝有電池的車身底部結(jié)合在一起。特斯拉預(yù)計最早將于本月就是否將整個平臺壓鑄成一體做出決定,最終產(chǎn)品仍可能在設(shè)計驗證過程中發(fā)生變化。
9月17日,特斯拉全球第500萬輛整車在上海超級工廠下線。全新的一體化壓鑄技術(shù)是特斯拉在未來十年生產(chǎn)數(shù)千萬輛平價的電動汽車并實現(xiàn)盈利的關(guān)鍵。
該技術(shù)也是馬斯克今年三月公布的最新汽車裝配系統(tǒng)“拆解組裝流程”的核心。特斯拉稱,全新的裝配方式可將電動汽車的生產(chǎn)成本降低50%,同時將工廠空間減少40%。
近年來,全球多家汽車制造商加快對一體化壓鑄技術(shù)的應(yīng)用。盡管福特F150的制造就曾采用該技術(shù),但業(yè)界公認(rèn)真正引領(lǐng)這一變革的是特斯拉Model Y的量產(chǎn)。蔚來、小鵬、理想等造車新勢力以及長城、奔馳、沃爾沃等傳統(tǒng)品牌已經(jīng)追隨特斯拉的腳步采用這一技術(shù)。
特斯拉在制造環(huán)節(jié)的降本增效并未止步于Model Y。為生產(chǎn)平價車型,馬斯克仍在不斷優(yōu)化產(chǎn)線。報道指出,特斯拉本次取得的突破集中在兩個方面,其一在于如何設(shè)計和測試用于大規(guī)模生產(chǎn)的巨型模具。
對于汽車制造商而言,一體化壓鑄更大的部件雖然能夠提高生產(chǎn)效率,但研發(fā)成本相當(dāng)高昂。鑄造專家認(rèn)為,大型金屬模具的整個設(shè)計過程通常需要花費約400萬美元,這一過程往往需要重復(fù)六次甚至更多才能達(dá)到完美狀態(tài)。
為此,特斯拉使用3D打印機(jī)用工業(yè)砂制作測試模具。打印機(jī)將液體粘合劑沉積到薄薄的沙層上,并逐層構(gòu)建可以壓鑄熔融合金的模具。消息人士稱,砂型鑄造的設(shè)計驗證過程成本是現(xiàn)有方案中最低的,僅為金屬原型的3%。
這一方案的優(yōu)勢還體現(xiàn)在節(jié)約開發(fā)時間。由于3D打印機(jī)在數(shù)小時內(nèi)便可打印出新原型,特斯拉可以根據(jù)設(shè)計需要進(jìn)行反復(fù)調(diào)整。消息人士稱,使用砂型鑄造的設(shè)計驗證周期僅需2至3個月,而金屬模具原型則需要6至12個月。
另一重突破在于鑄件如何將帶有內(nèi)部肋的空心副車架結(jié)合以減輕重量并提高耐撞性。汽車底部的副車架通常是空心的,由多個部件沖壓、焊接制成,中間留有空隙。
為將副車架作為超級鑄造的一部分,特斯拉原本試圖放置實心砂芯在模具內(nèi)以制造空間,但由于生產(chǎn)鑄件的鋁合金在砂模和金屬模表現(xiàn)不同,計劃因無法滿足耐撞性標(biāo)準(zhǔn)而流產(chǎn)。
消息人士稱,鑄造專家已經(jīng)通過配制特殊合金、微調(diào)熔融合金冷卻過程以及生產(chǎn)后熱處理克服了這一問題。若特斯拉對原型模具感到滿意,即可進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。
目前,特斯拉正在開發(fā)供個人使用以及用于自動駕駛出租車(Robotaxi)的兩種小型汽車。消息人士認(rèn)為,這些車型的底部構(gòu)造較為簡單,為特斯拉新技術(shù)上車提供機(jī)會。
值得注意的是,如果特斯拉一體化壓鑄車身底部的規(guī)劃成真,公司必須決定使用何種壓鑄機(jī),這一決定將對車身框架的復(fù)雜程度產(chǎn)生影響。為壓鑄大型部件,特斯拉需要的壓鑄機(jī)鎖模力應(yīng)不低于1.6萬噸,后者價格更為高昂且占據(jù)更大廠房空間。
然而,強(qiáng)勁的鎖模力無法容納制造空心副框架所需的3D打印砂芯。消息人士表示,特斯拉可以通過使用不同類型的壓鑄機(jī)來解決這一問題。另一種壓鑄機(jī)可以將熔融合金緩慢注入,在容納砂芯的同時生產(chǎn)出更高質(zhì)量的鑄件,但這一過程需要耗費更多時間。
雖然特斯拉將一體化壓鑄技術(shù)引入汽車制造,并引發(fā)多家汽車公司效仿,但其品質(zhì)也招致業(yè)內(nèi)的一些質(zhì)疑。
極氪智能科技副總裁趙春林日前在社交平臺上發(fā)布了極氪與特斯拉相關(guān)一體式壓鑄件的直接對比圖,并且表示,“友商這個壓鑄件在極氪根本出不了廠?!睋?jù)了解,極氪在車身中段也采用了一體式壓鑄結(jié)構(gòu),可使整體減少16 個部件、66個連接點,整車減重7%。
另外,一體化壓鑄技術(shù)在降本減重、提升車輛安全性的同時,也極大地增加了后期維修成本。相較傳統(tǒng)工藝制造件,一體化壓鑄件一旦受損,就需要換掉整個部件,成本高昂,此前就曾發(fā)生過特斯拉Model Y的“天價維修費”事件。