自從特斯拉率先將一體式壓鑄技術(shù)用于車身結(jié)構(gòu)件后，國(guó)內(nèi)包括蔚來(lái)、高合、小鵬、沃爾沃、豐田、極氪等車企紛紛跟進(jìn)，一體式壓鑄技術(shù)似乎就要登上神壇，第三次制造革命全面爆發(fā)在即，但事實(shí)果真如此嗎？
據(jù)5月2日消息，特斯拉正在放棄其開創(chuàng)性的“Gigacasting（一體式壓鑄）”工藝。特斯拉曾計(jì)劃在一體式壓鑄方面進(jìn)行大膽創(chuàng)新，但目前特斯拉已停止這一努力，轉(zhuǎn)而堅(jiān)持使用更成熟的三件式鑄造車身下部的方法。
這或許暗示了一體化壓鑄技術(shù)的未來(lái)前景還有待進(jìn)一步觀察。
「何為一體化壓鑄技術(shù)」
一體式壓鑄實(shí)際上就是用特大噸位壓鑄機(jī)，將多個(gè)、分散的零部件高度集成，一次壓鑄成型為大型鋁鑄件，從而替代多個(gè)零部件先沖壓再焊接或鉚接的組合方式，最后再將所有零件組裝在一起形成整車。特斯拉宣稱，該工藝可以加快汽車制造速度，同時(shí)大幅度降低成本。因此，特斯拉放棄的是超大尺寸一體式車身壓鑄件，而非目前大規(guī)模的減震塔、后縱梁，或局部集成的后地板等高集成度的車身壓鑄結(jié)構(gòu)件。
2020年9月，特斯拉正式宣布Model Y將采用一體式壓鑄后地板總成，可將后地板總重量降低30%，整車制造成本降低40%。同時(shí)在這項(xiàng)技術(shù)加持下，特斯拉僅需18-24個(gè)月就能開發(fā)出一款新車，而同期競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手開發(fā)新車的周期大約需要3-4年。
時(shí)至今日，特斯拉的一體式壓鑄技術(shù)已經(jīng)從1.0時(shí)代步入2.0時(shí)代，甚至在2023年的特斯拉投資日上，特斯拉更進(jìn)一步發(fā)布了車身一體式壓鑄技術(shù)的終極版本——開箱工藝（Unboxed）。
開箱工藝并不遵循汽車行業(yè)通用的車身沖壓、焊裝工藝，而是將整個(gè)車身的零部件分為6個(gè)模塊，每個(gè)模塊單獨(dú)生產(chǎn)后再連接到一起，整個(gè)過(guò)程就像是組裝箱子，因此得以命名。
“開箱工藝”的優(yōu)勢(shì)顯而易見，零件高度集成化，一個(gè)壓鑄件替代幾十個(gè)焊接零件，同時(shí)具備輕量化與經(jīng)濟(jì)性，縮短工藝流程，節(jié)約場(chǎng)地人力，提升整車性能，制造成本更低。這種制造工藝當(dāng)然也有缺點(diǎn)，由于車輛被分成多個(gè)模塊，因此需要特殊的連接材料來(lái)連接模塊，這會(huì)增加成本。
特斯拉表示，這項(xiàng)終極技術(shù)能夠減少40%的工廠制造人員，制造所需的空間和時(shí)間也將減少30%，組裝費(fèi)用僅為目前Model 3和Model Y的一半。
「特斯拉正在放棄其開創(chuàng)性的
一體化壓鑄工藝」
路透社援引五位熟悉特斯拉一體化鑄造業(yè)務(wù)的人士的話稱，先前特斯拉開發(fā)新的小型車輛平臺(tái)時(shí)，其目標(biāo)是將電動(dòng)汽車幾乎全部復(fù)雜的底盤部件一次鑄成，而不是傳統(tǒng)汽車的約400個(gè)部件。長(zhǎng)期目標(biāo)是徹底簡(jiǎn)化制造流程并大幅降低成本。
如果要將整個(gè)車身底部用一體式壓鑄技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，目前來(lái)看，還需要解決兩大問(wèn)題。
一是如何低成本地設(shè)計(jì)并測(cè)試這個(gè)巨大且復(fù)雜部件的模具，并最終將其投入大規(guī)模生產(chǎn)，其中也包括是否已經(jīng)有相應(yīng)的壓鑄機(jī)。
要實(shí)現(xiàn)壓鑄如此大型的車身部件，特斯拉還需要更大的壓鑄機(jī)。目前特斯拉用于Model Y車身件的一體壓鑄機(jī)是鎖模力為6000噸級(jí)別的壓鑄機(jī)。而其擁有的鎖模力最大的機(jī)器是專為生產(chǎn)Cybertruck打造的9000噸級(jí)別壓鑄機(jī)，來(lái)自長(zhǎng)期為特斯拉供貨的IDRA集團(tuán)。
目前前后分體的壓鑄件，用現(xiàn)有的壓鑄機(jī)就能滿足，但壓鑄面積越大，對(duì)鎖模力的要求則越高。如果要實(shí)現(xiàn)整個(gè)車身底部一體式壓鑄，涉及的鑄件面積達(dá)到6平方米甚至更大，鎖模力需要達(dá)到16000噸的級(jí)別。 這將進(jìn)一步拉高成本，同時(shí)，由于體型巨大，可能需要更大的廠房。
二是在將整個(gè)底部結(jié)構(gòu)整合為一個(gè)部件，并采用壓鑄技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)后，需要解決空心副車架的鑄造難題。
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據(jù)消息人士稱，馬斯克從一開始就決心找到一種方法，將車身底部整體鑄造出來(lái)，盡管存在風(fēng)險(xiǎn)。為了克服這些障礙，特斯拉轉(zhuǎn)向了使用工業(yè)砂和3D打印機(jī)制造模具的公司。
據(jù)三位消息人士稱，鑄造專家通過(guò)開發(fā)特殊合金、微調(diào)熔融合金冷卻過(guò)程以及制定后處理工藝，克服了這些障礙。
根據(jù)路透社的報(bào)道，即便需要經(jīng)過(guò)多次調(diào)整，砂型鑄造的設(shè)計(jì)驗(yàn)證過(guò)程也是成本最低的，僅為金屬模具的3%。同時(shí)，使用砂型鑄造的設(shè)計(jì)驗(yàn)證周期僅需兩到三個(gè)月，而金屬模具原型則需要六個(gè)月到一年。
不過(guò)，一體壓鑄車底結(jié)構(gòu)件的工藝要求也很高。這位工程師表示，主要是鑄件尺寸越大，孔隙率控制難度和應(yīng)力集中的問(wèn)題會(huì)更明顯，這是生產(chǎn)端的問(wèn)題。而在售后上，是大家已經(jīng)有所認(rèn)知的成本問(wèn)題，撞擊后維修更換的成本較高。
特斯拉和馬斯克曾表示，一體式壓鑄有助于汽車制造商從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度降低成本。但汽車制造專家表示，這一過(guò)程需要進(jìn)行大規(guī)模的前期投資，而且要完善這一過(guò)程非常困難且耗時(shí)。
車輛制造專家表示，特斯拉在一體式鑄造技術(shù)的開發(fā)上采用更為保守的做法并不令人意外，在某種程度上反映了該公司在按時(shí)推出復(fù)雜且創(chuàng)新的車型方面所經(jīng)歷的痛苦歷史。
特斯拉正在放棄其開創(chuàng)性的一體式壓鑄工藝，推遲潛在的制造突破，標(biāo)志著特斯拉在調(diào)整因銷量和利潤(rùn)率下滑、全球電動(dòng)汽車需求減弱以及來(lái)自其他電動(dòng)汽車制造商的激烈競(jìng)爭(zhēng)而采取的削減短期支出策略。
「一體化壓鑄是利器
但不適合所有車企」
通過(guò)特斯拉不遺余力的推廣，今年上市的新能源高端車型普遍應(yīng)用了一體式壓鑄車身零件，例如蔚來(lái)ET5，后續(xù)ES6和ES8也會(huì)同步跟進(jìn)。而最像特斯拉的小鵬汽車，則直接將這項(xiàng)技術(shù)下放至20萬(wàn)元出頭的小鵬G6上，車身前機(jī)艙和后地板都采用了這一技術(shù)。除此之外，極氪009、高合HiPhi Z以及即將上市的理想MEGA也都在車身后地板上應(yīng)用了一體式壓鑄技術(shù)。
新勢(shì)力品牌之所以如此青睞一體式壓鑄，一方面，新勢(shì)力品牌往往代表著革新，電氣化、智能化，而更先進(jìn)的一體式壓鑄同樣屬于革新范疇，因此廣受追捧。另一方面是實(shí)打?qū)嵉慕档统杀荆嚿頊p重帶來(lái)的輕量化優(yōu)勢(shì)對(duì)于純電車型而言能夠提升一定續(xù)航。
但事實(shí)上，一體式壓鑄對(duì)于車企來(lái)說(shuō)，是一柄雙刃劍。
特斯拉雖然表示一體式壓鑄能夠?qū)⑾萝圀w總重量降低30%，制造成本下降40%。但有車企對(duì)Model 3進(jìn)行拆解后發(fā)現(xiàn)，第一代一體式壓鑄件為54公斤，第二代重達(dá)65公斤。相比之下，同級(jí)的鋼制車身后地板整體重量為75kg左右，減重效果甚至不到20%。并且鋁制沖壓和鑄造結(jié)構(gòu)的地板重量還不到50kg。
造成這一結(jié)果的主要原因是一體式壓鑄技術(shù)所使用的零件面板厚度都在2.5mm以上，縱梁這種承重結(jié)構(gòu)區(qū)域的壁厚甚至超過(guò)6mm，鋼制零件的壁厚基本都在2mm以下。這就導(dǎo)致鋁合金低密度優(yōu)勢(shì)都被壓鑄過(guò)厚的壁厚所抵消了。
同時(shí)成本降低，也有不少水分。一體式壓鑄通常采用C611鎂鋁合金，材料成本相比鋼板更貴。據(jù)悉，一公斤鋼制車身的平均成本為18元，而一體式壓鑄的車身零件成本高達(dá)40元，一倍有余的成本提升，反饋到車企側(cè)就是采購(gòu)成本提高。
此外，鋁合金壓鑄件最大的難題就是精度管控，零件尺寸越大，鑄造產(chǎn)生的精度偏差也就越大。與特斯拉合作的德國(guó)格倫海德超級(jí)工廠一度被稱為「鑄件墓地」，空地上擺放了該工廠生產(chǎn)的大約60%鑄件廢品。特斯拉早期停止巨型鑄件生產(chǎn)就是這個(gè)原因，即使后來(lái)調(diào)整過(guò)后，良率也僅有50%。雖然目前特斯拉聲稱良率已經(jīng)提升至90%，這一數(shù)據(jù)比起鋼制車身仍要高出許多。
是好技術(shù)，但不適合所有車企。
新勢(shì)力后來(lái)居上，必須通過(guò)新技術(shù)新產(chǎn)品來(lái)提高品牌力。但更有甚者，在短短數(shù)月便自研了一體化壓鑄的設(shè)備，這成體系的集成創(chuàng)新，短期內(nèi)對(duì)于新勢(shì)力品牌力的提升有立竿見影的效果，但也缺乏行業(yè)對(duì)于汽車技術(shù)的敬畏之心。因此，行業(yè)對(duì)此類創(chuàng)新也褒貶不一，大有“飲鴆止渴”之嫌。
另一方面，應(yīng)用該技術(shù)的新勢(shì)力都宣稱會(huì)降低綜合成本，但是實(shí)際的降本效果是給予特定條件下才能成立。車身減重帶來(lái)的輕量化優(yōu)勢(shì)對(duì)于純電車型而言能夠提升一定續(xù)航，但量化測(cè)算下來(lái)（電動(dòng)車減重10%可提高5.5%續(xù)航，來(lái)源：麥格納）其對(duì)續(xù)航的貢獻(xiàn)也是微乎其微。
對(duì)于自主品牌而言，是否跟進(jìn)需要慎重考慮。即使完全解決工藝難題，一體式壓鑄也并且不適合所有車企，因?yàn)槠渥畲髢?yōu)勢(shì)就是規(guī)模化、快速化，而非直接降低成本。
