时间: 2023-12-14 01:52:07 | 作者: 模具加工
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两年前，特斯拉将一体化压铸概念引入中国，并率先在Model Y)车型上落地。原来由70多个零件冲压、焊接而成的Model Y后车架，在不到2分钟内被一体压铸成型。一时间，一体化压铸概念成为了新能源赛道的“宠儿”。多家供应商的超大型压铸机即将进入国内多家造车工厂，产能甚至已经排到了明年6、7月份。与此同时，大洋彼岸的特斯拉德国超级工厂，一排排大型铸件被丢弃在空地上，该工厂生产的60%大型铸件被视为废品，原因是制造工艺达不到出厂标准。一场特斯拉引发的工业变革，却连马斯克自己也难以拿捏良品率。那么一体化压铸存在着哪些难点？特斯拉为何执着于此？国内新能源车企在这场工业狂欢面前，真的适合紧跟特斯拉的步伐吗？本期《爱卡独角SHOW》，我们就来详细聊聊一体化压铸那些事。
所谓“一体化压铸”，是指采用特大吨位压铸机，将多个单独、分散的零部件高度集成，一次压铸成型为大型铝铸件，从而替代多个零部件先冲压再焊接或铆接的组合方式。2018年年底的一天，特斯拉工程总部，马斯克当时在把玩一个Model S)车模，习惯性地将它拆解。他发现，车底被压铸成了一整块金属。当天团队开会时，马斯克拿出了这辆车模，放在会议桌上，问到：“为什么咱们不可以这么做？”
因为拆了一个玩具车模，汽车行业的制造流程开始被颠覆，甚至被形容为“第三次制造革命”。如今，特斯拉的一体化压铸已经从1.0时代进化到了2.0时代。是不是听起来戏剧性十足？
特斯拉于2019年提出一体化压铸技术。2020年，特斯拉开始与压铸设备生产商意德拉合作，采用6000吨级压铸单元Giga Press来完成一体化压铸。而在此之前，特斯拉已完成了免热处理铝合金材料的研发，这样一种材料能够解决一体化铝合金材料高温热处理后变形等诸多问题。
特斯拉上海超级工厂的产线吨的巨型机器“轰隆”一声，原来由70多个零件冲压、焊接而成的Model Y后车身，在不到2分钟内被一体压铸成型，一步到位。必须得说，一体化压铸是对传统压铸工艺的全方位升级，首先提高了生产效率，其次有利于车身轻量化。而对特斯拉而言，最大的诱惑是可以明显降低生产所带来的成本。采用一体化压铸的特斯拉，屡屡刷低车单价，今年年初掀起的一场“价格战”，让行业领略了特斯拉成本控制的威力。
相比传统制造流程，一体化压铸的自动化程度更高，因此所需要的工人数量可以大幅缩减。此外，由于零部件数量的减少，在进行有关质检时也无需更多人力。另一方面，土地成本的降低稍显隐秘但也不容忽视，特斯拉称大型压铸机能够大大减少工厂占地面积约30%，以此来降低用地成本。
对于特斯拉而言，这还只是开始。除了后车身，未来特斯拉还计划采用一体化压铸工艺生产前底板、电池壳等部件。在马斯克的宣传下，如果这些可以在一定程度上完成，将可以替代原来的370多个零部件，继续实现整车减重10%，续航提升14%，同时降低生产所带来的成本、大幅度提高生产效率。
特斯拉宣称，如果用2-3个大型压铸件替换370个零件，组成下车体总成，将使制造成本降低40%。这从某一种意义上讲也是个伪命题，或者说在其他车企上几乎不可能实现。首先，车企要布局一体化压铸，要重新规划产线，如果是像特斯拉那样完全自建产线，还需要支付昂贵的设备费用。目前，一台国产品牌7000T的压铸机价格大约在6000万-7000万元，常规使用的寿命约15年；一体化压铸模具的价格在每套1000万元左右，需要定时进行更换，6000T以上的超大型模具寿命在5万次左右。
在马斯克的描绘下，用一体化压铸造新车就像造玩具车一样。这既不是完全正确的，也不是特斯拉应该吹嘘的。事实上，特斯拉大多数压铸模型的质量控制都不是很理想。
一体化压铸拥有较高的技术壁垒，在模具设计阶段，就一定要做好惰性气体保护、真空去孔技术等。之后还有冷却、热处理等一系列的步骤，稍有差池，温度、密度、液流速度没控制好，都会对压铸件的精度造成影响。正是由于未达到验收标准，格伦海德超级工厂才有了铸件墓地之称。一体化压铸十分考验“良品率”，马斯克描绘的一体化压铸蓝图过于理想化。
中保研在今年4月公布了Model Y)的碰撞测试成绩，特斯拉参加测试的车型是2021款标准续航后轮驱动版，这款车在“车内成员安全指数”、“车外行人安全指数”、“车辆辅助安全指数”三个方面，均取得了G（优秀），但在“耐久性与维修经济性”上，却拿到了一个P（较差）。
虽然维修费有保险公司垫底，但对于车架后底板一体成型的工艺，在理赔端会造成理赔成本的上升，这也势必会影响到未来的车险定价。
对于绝大多数车企而言，一体化压铸在当下的投入产出比都需要被重新估量。 三年前，特斯拉的应用让一体化压铸进入了公众视野，在特斯拉之后，有不少整车厂开始跟进一体化压铸的研究。 但时至今日，国内真正和特斯拉一样实现后车身一体化压铸的仅有蔚来ET5)、极氪009、高合HiPhiZ等少数车型。退一万步说，即使解决了上述的工艺难题，一体化压铸也并不适合所有车企，因为一体化压铸的优点是提高生产节拍，而并非直接减少相关成本。 从该工艺的特性来看，极致高效的背后，是零部件在通用性和灵活性的缺失。 车企采购大型压铸机通常只用来生产一种压铸件，不同车型必须要用不同模具，换句话说，Model Y的后车身不可能用在Model S)/X上，甚至连尺寸差异不大的Model 3)也无法适配。 在如此高昂的前期成本下，必须要有足够高的销量，形成规模效应，才能体现出一体化压铸的优势，所以并不是每家车企都适合。
去年在中国销量超过10万辆的爆款新能源车也不在少数，这中间还包括五菱宏光MINIEV)、比亚迪秦)/宋/汉/元/海豚、特斯拉Model 3/Y、埃安AION Y)等。 那么问题来了，这么多爆款，为什么只有Model Y用上了一体化压铸呢？最终的原因在于，Model Y是这里面卖得最贵，同时又是卖得最好的电动车，因为一体化压铸需要的铝材比钢材贵了不止一点点，只有用在高端爆款电动车上才是性价比最高的，这本“技术账”才算得过来。
回顾汽车行业的两次制造大变革，都是围绕优化汽车装配环节做文章，即福特发明的流水线和丰田发明的精益生产方式。而马斯克直接用第一性原理思考，与其想方设法缩短装配环节，能不能干脆取消装配环节？特斯拉便用这个思路探索出了一体化压铸技术。不难看出，一体化压铸是十分符合“特斯拉精神”的一项工艺。它的诞生自带传奇色彩，它追求极致的精简，追求大胆创新但似乎还不成熟，但也在不断迭代和优化。但正因一体化压铸明显的优缺点，它并没有像超充、800V高压这些技术一样风靡世界。部分车企选择了跟进，也有车企仅把其列为先进的技术保持观望。一体化压铸诸多的不完美，未来能不能靠技术迭代和工艺熟练度去慢慢磨合和解决，现在看来还是未知数。对于车企来说，一体化压铸也不是万能药，毕竟只有对自己最合适才是最好的。
