文|楚門
特斯拉一體壓鑄技術(shù),有了重大突破。
而且這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用,上海超級工廠生產(chǎn)的Model Y,就是用的一體壓鑄技術(shù)2.0。
原本多個(gè)散件集成為一個(gè)零件,生產(chǎn)效大幅爬升,相比傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式,車身系統(tǒng)的重量,可以減少超10%。
最重要的還是降本,得益于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化,Model Y后底板總成系統(tǒng)采用一體壓鑄方式后,成本狂降40%。
“降本狂魔”馬斯克,終于拿到一件趁手的兵器。這項(xiàng)新的技術(shù),幾乎可以改變現(xiàn)有的電動(dòng)汽車生產(chǎn)模式,也讓馬斯克加速實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本減半的目標(biāo)。
自此,特斯拉的最大的產(chǎn)品,將不再是汽車,而是工廠。
其它車企也在快速追趕,包括豐田、通用、福特等大批傳統(tǒng)車企,相繼開始研發(fā)一體壓鑄技術(shù)。新一輪價(jià)格戰(zhàn),將在所難免了。
顛覆傳統(tǒng),研發(fā)周期最短18個(gè)月
傳統(tǒng)的汽車底盤,一般是由成百上千個(gè)零部件進(jìn)行焊接,形成前后結(jié)構(gòu)加上中間的三段式結(jié)構(gòu)。
而特斯拉一體壓鑄技術(shù)2.0,就是把電動(dòng)汽車幾乎所有復(fù)雜車身底板零部件,壓鑄成一個(gè)整體。
這樣的好處顯而易見,比如車身會(huì)更加穩(wěn)定堅(jiān)固,NVH性能也得到了提升。用一個(gè)壓鑄機(jī),就可以讓產(chǎn)線二三百個(gè)機(jī)器人集體“下線”,單這一項(xiàng)就能省不少成本。
目前在特斯拉上海超級工廠生產(chǎn)的Model Y,已經(jīng)應(yīng)用了這些技術(shù)快速鑄型,最大的特點(diǎn)是省錢、省時(shí)又省力。
重量可以節(jié)省超10%,相關(guān)成本降40%,生產(chǎn)效率也大大提升。9月6日,特斯拉上海超級工廠第200萬輛整車下線。特斯拉有關(guān)人士介紹,第一次完成“100萬輛”目標(biāo),上海工廠用了33個(gè)月,從100萬到200萬,只用了13個(gè)月。
算下來,平均每輛車的生產(chǎn)時(shí)間快了2.5倍!
反饋到消費(fèi)端,就是車賣的更便宜了。
其實(shí)目前上海工廠應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù),還不是全部。今年3月的投資者日活動(dòng)現(xiàn)場,馬斯克介紹了特斯拉對工廠的改造計(jì)劃——“開箱工藝”(Unboxed Assembly Process)。這也是特斯拉計(jì)劃在未來十年,生產(chǎn)數(shù)千萬輛更便宜的電動(dòng)汽車并仍能保持盈利的關(guān)鍵。
這種全新的生產(chǎn)模式,顛覆了傳統(tǒng)造車沖壓、焊裝、涂裝、總裝的四大工藝流程。是把整車的零部件,分成了6個(gè)大模塊,每個(gè)模塊單獨(dú)生產(chǎn)。
這些模塊生產(chǎn)完成后,特斯拉再通過沖壓工序組裝整個(gè)車身,整個(gè)過程就像組裝箱子一樣。當(dāng)然,特斯拉并不會(huì)把車輛當(dāng)作箱子,而是把箱子展開進(jìn)行組裝,所以稱之為“開箱工藝”。
特斯拉表示,通過這個(gè)全新的流程,會(huì)讓工廠制造人員將減少40%,制造所需的空間和時(shí)間也將減少30%。同時(shí)也可以將組裝費(fèi)用,降低到目前Model 3或Model Y的一半。
路透社前不久報(bào)道稱,車底零部件壓鑄成型,就是“開箱工藝”的關(guān)鍵一步。
依靠這項(xiàng)技術(shù),特斯拉對于新車的研發(fā)周期也將大大縮短,有消息人士稱,特斯拉能夠在18-24個(gè)月內(nèi),從頭開始完成一款汽車的開發(fā),而在此之前,車企對于一款新車的研發(fā),多則七八年,少則需要三四年才能完成。
對于這個(gè)技術(shù),不少大佬都開始聲援,比如德國多特蒙德自由大學(xué)研究員讓?菲利普?維克勒評價(jià)說,特斯拉的新流程革命性地超過了模塊化生產(chǎn),去掉標(biāo)準(zhǔn)流程,并創(chuàng)建了全新的工作模式。
德國管理咨詢公司Berylls總監(jiān)馬丁·弗倫奇也稱,豐田開拓并應(yīng)用了幾十年的生產(chǎn)系統(tǒng)被擊倒了,特斯拉的Unbox流程將改變汽車生產(chǎn)方式。
成本太高,用戶短時(shí)間受益有限
一體化壓鑄技術(shù)的好處不言而喻,既能提高生產(chǎn)效率,又能降低成本,但也不是完全沒有缺點(diǎn)。
最大的問題就是太貴。
其研發(fā)成本相當(dāng)高,有鑄造專家稱,一旦制造出大型金屬試模,在設(shè)計(jì)過程中的一次加工調(diào)整,就可能會(huì)花費(fèi)10萬美元,而重新制造模具,更是可能需要150萬美元。除非模具能一次滿足設(shè)計(jì)需求,否則后期調(diào)整變更,甚至報(bào)廢都是一筆很大的費(fèi)用。
換句話說,用一體機(jī)壓鑄的車型,必須得是爆款。
一般情況下,大型金屬模具的整個(gè)設(shè)計(jì)過程需要花費(fèi)約400萬美元,而這一過程往往需要重復(fù)五六次甚至更多才能達(dá)到完美狀態(tài)。
這也是為什么一體化壓鑄技術(shù)雖好,但遲遲沒有在車企中被廣泛使用的重要原因。
不過特斯拉一開始就想到了怎么解決這個(gè)問題——用3D 打印。
路透社報(bào)道稱,馬斯克為了將車身底部鑄造成一個(gè)整體,求助了使用 3D 打印機(jī)用工業(yè)砂制作測試模具的公司。
簡單來說,就是利用3D打印機(jī)將液體粘合劑沉積在薄薄的砂層上,然后一層一層地制造出可以壓鑄熔融合金的模具。
消息人士稱,砂型鑄造的設(shè)計(jì)驗(yàn)證過程成本,是目前所有方案中最低的一個(gè),僅為金屬原型的3%。
同時(shí)3D打印的另一個(gè)好處是可以節(jié)約開發(fā)時(shí)間,據(jù)路透社報(bào)道,使用3D打印等公司的設(shè)備,在幾小時(shí)內(nèi)就能重新打印出一個(gè)新原型,因此特斯拉可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求多次反復(fù)進(jìn)行調(diào)整。
在時(shí)間方面,使用砂性鑄造的設(shè)計(jì)驗(yàn)證周期只需要2到3個(gè)月,而金屬模具原型則需要半年到一年的時(shí)間。
前期成本和時(shí)間的問題解決之后,就要考慮實(shí)際操作的事了。
想要實(shí)現(xiàn)壓鑄大型的車身部件,特斯拉就需要更大的壓鑄機(jī)。有鑄造業(yè)工程師表示,壓鑄面積越大,對鎖模力的要求就越高,而要實(shí)現(xiàn)整個(gè)車身底部一體式壓鑄,鎖模力需要達(dá)到16000噸的級別,而且機(jī)器的體型巨大,這也意味著需要更大的廠房空間,以及花更多的錢。
特斯拉現(xiàn)在用于Model Y的一體壓鑄機(jī),鎖模力為6000噸,其擁有鎖模力最大的壓鑄機(jī)則是專為生產(chǎn)Cybertruck打造的9000噸級別壓鑄機(jī)。
當(dāng)然,以上是生產(chǎn)端面臨的問題,在售后方面,就非常明顯了——維修成本也很高。
尤其在撞擊或者剮蹭后,維修需要更換整塊零部件,最終導(dǎo)致修車成本和保險(xiǎn)費(fèi)率上漲。所以更像是“一錘子買賣”的部件,一旦剮蹭,就會(huì)有“換車”的風(fēng)險(xiǎn)。
不是萬能藥
即便成本和售后存在較大問題,但對于車企來說,一旦規(guī)?;a(chǎn),其優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)大于缺點(diǎn)。
一體化壓鑄技術(shù),基本原理就是將金屬加熱熔化成液態(tài),再擠壓澆入模具中,待冷卻后成型,就得到了符合要求的零部件。在此之前,福特F150的制造就采用了一體化壓鑄技術(shù)。
不過把這個(gè)技術(shù)真正帶入市場并發(fā)揚(yáng)光大的,還是特斯拉。而且特斯拉還對其進(jìn)行了大量創(chuàng)新,這也是它對汽車行業(yè)做的貢獻(xiàn),為新能源汽車制造提供了一個(gè)演進(jìn)的方向。
不久前,就連固執(zhí)的豐田也公開了其開發(fā)的車身一體壓鑄成型技術(shù),僅需三分鐘,便可完成三分之一車身的成型制造。
豐田表示,該技術(shù)旨在進(jìn)一步降低生產(chǎn)工序和成本,從而提高其在電動(dòng)車領(lǐng)域的利潤,并追趕特斯拉,預(yù)計(jì)在2026年投放市場的純電動(dòng)汽車將采用該技術(shù)。
豐田稱,在應(yīng)用一體壓鑄工藝后,車身后部只需一個(gè)單一的零部件和一個(gè)簡單的工序,而此前大約需要86個(gè)不同的零部件,經(jīng)過33個(gè)獨(dú)立的工序組裝,這一系列復(fù)雜的過程還得花好幾個(gè)小時(shí)完成。
比起傳統(tǒng)的制造流程,豐田的一體壓鑄工藝已經(jīng)有了明顯改進(jìn),但仍落后于特斯拉。
此外,隨著特斯拉將一體化壓鑄技術(shù)帶到國內(nèi),無論是理想、小鵬等新勢力,還是長城、奔馳這些傳統(tǒng)品牌也開始跟進(jìn)這一技術(shù)。據(jù)中銀證券測算,到2025年,一體化壓鑄市場規(guī)模將達(dá)220億元,4年復(fù)合增長率高達(dá)133%。
可以說一體化壓鑄技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都很明顯,在利用上也有好有壞,比如既可以在降低成本的同時(shí)還能提升車輛在碰撞事故中的安全性。
但這也增加了后期的維修成本,此前特斯拉Model Y的“天價(jià)維修費(fèi)”事件,就是因一體化壓鑄件損壞。
可以預(yù)見,為了降本,車企用一體化壓鑄技術(shù)將是一個(gè)不可逆的趨勢。但在實(shí)際應(yīng)用中,一體化壓鑄也不是萬能藥,畢竟只有適合自己才是最好的。