9月15日,极氪智能技术副总裁赵春林通过社交平台直接比较了极氪与特斯拉的综合压铸件。他直言不讳地说,特斯拉的综合压铸质量在极氪是无法企及的。同一天,极氪正式发布了世界上第一个中间集成压铸蜻蜓结构,这是集成压铸的最新进化。
一体化压铸已成为新能源汽车制造商的必争之地。据最近的数据宝报道,特斯拉开发了一种具有6000-9000吨夹紧压力的巨型压力机,集成了压铸Modely车型的前后框架结构。知情人士认为,一体化压铸车身技术的突破可以将几乎所有复杂的电动汽车底部压铸成一个整体,构建特斯拉的新技术护城河,从而将新车的研发时间缩短到18~24个月。目前,汽车制造商通常需要3~4年的时间来开发新车。
研发速度是传统汽车制造商的两倍,这无疑是该技术发展的最大动力。然而,特斯拉能在新能源汽车行业骑行吗?2.0技术迭代的新焦点是什么?本文将进行深入分析。
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一体化压铸渗透有望加速
综合压铸是铝合金高压铸造技术的创新,其核心是在零件尺寸和应用部件方面取得重大突破。在特大吨位压铸机的帮助下,多个单独分散的零件可以高度集成,压铸一次形成几个大型铝铸件,放弃了传统的先冲压再焊接或铆接组合的方式。
2019年7月,特斯拉公布了一项名为“汽车框架多向车身集成铸造机及相关铸造方法”的专利。该专利涉及一种多向压铸机,包括车辆覆盖模具和几个相对于覆盖平移的凸压模具。这些凸压模具将移动到铸造机中心的铸造区,负责不同部件的铸造,以完成机器上绝大多数框架的铸造。
此外,特斯拉还发布了免热铝合金配方专利-“Die Cast Aluminum Alloys for Structural Components”.与传统铝合金相比,这种无热铝合金具有更高的机械性能,无需热处理即可满足生产要求。
2022年,特斯拉推出了集成能量吸收铸件,描述了特斯拉的单件铸件。该能量吸收系统广泛应用于汽车碰撞结构,包括多单元抑制和多冲压,主要通过动态破碎、翘曲、弯曲等金属塑性变形提供能量吸收。特斯拉的创新技术给汽车工业带来了巨大的变化和发展。
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3D打印技术应用于综合压铸2.0
特斯拉最近的技术突破主要集中在两个领域:一是为应对大规模生产的大型零件而设计和测试巨型模具;第二,压铸空心框架配有内部加固筋,旨在减轻重量,提高耐撞性。
据盖世汽车报道,五位知情人士透露,这两项创新是由英国、德国、日本和美国的设计和铸造专家共同创造的,他们使用3D打印和工业砂。
然而,由于“综合压铸困境”,汽车制造商对铸造更大的结构一直持谨慎态度。虽然使用1.5平方米或更大零件的模具可以提高效率,但成本高,风险高。一位铸造专家表示,制造大型金属测试模具后,可能需要10万美元来调整机械加工,而重新制造整个模具可能需要150万美元。另一位专家表示,大型金属模具的设计过程通常需要400万美元左右。
汽车制造商认为,这种成本过高,特别是考虑到噪声和振动、装配和抛光、人体工程学和抗碰撞性。一个设计可能需要六次或更多的调整来制造一个完美的模具。
然而,马斯克希望从一开始就找到一种将车身底板铸造成一个整体的方法。为了克服这些障碍,特斯拉寻求帮助使用3D打印机和工业砂制造测试模具的公司。这种3D打印机使用数据设计文件将液体粘合剂沉积在薄薄的沙子上,并逐层制造可压铸熔融合金的模具。
一位知情人士透露,砂型铸造模具原型的设计验证过程成本极低,即使迭代多个版本,成本也只有金属模具原型的3%。这意味着特斯拉可以根据需要多次调整模具原型,并使用Desktopp Metal及其子公司Exone等公司的3D打印机可在几小时内重新打印出新的模具原型。两位知情人士还表示,砂型铸造模具原型的设计验证周期只有两到三个月,而金属模具原型需要六到一年。
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国内制造商迅速跟上
此前,媒体报道称,综合压铸将成为特斯拉新的护城河,小边认为这太早了。综合压铸产业链在中国已经得到了成熟的技术应用。随着产业链布局的不断完善和市场参与者的增加,整个产业链布局与合作的趋势越来越明显。
上游:立中集团(材料)、力劲科技(压铸机)、赛维达(模具)等免热合金、压铸设备、压铸模具等;
中游:文灿股份、拓普集团、广东鸿图、美利信等压铸供应商;
下游:特斯拉、蔚来、理想、小鹏、极氪等整车厂。
自22年上半年以来,新汽车制造商和传统汽车制造商一直专注于综合压铸技术。2022年7月,长安宣布加入这一趋势,2023年1月,首个一体化压铸件成功下线。据保守估计,从布局到结构件下线需要6-8个月的时间。蔚来ET5已经经历了近9个月的时间,从第一个集成压铸下线到第一批预生产,批量交付还需要更长的时间。总的来说,我们预计从布局到批量生产需要15-17个月的时间,24-25年有望成为集成压铸渗透率快速提高的关键一年。
以Model为例 以Y为例,2021年销量达到17.0万辆。假设每家汽车公司从2022年开始布局,24-25年就能形成10-15万辆的产能,据统计,至少有10家汽车公司正在积极布局。其中,极氪、高合、长安、大众等企业实现了一体化压铸件下线,进展迅速。预计到24-25年,除特斯拉和威来外,其他汽车公司将为市场带来约50万至125万辆的需求。
例如,与特斯拉相比,最近发布的极氪009集成压铸机在吨位和制造技术上更具优势,因此可以铸造更大的集成部件,成本更美观、更好,对未来的维护更友好。这正好满足了极氪009当前销售规模和产品定位的需求。然而,这并不意味着极氪已经领先于特斯拉。
一方面,由于其巨大的销售规模,特斯拉在中国使用的压铸机更注重效率和成本控制,以最快的速度生产可用的成品。另一方面,特斯拉已经开始开发更大吨级的压铸机,并拥有自己的先进技术。
然而,毫无疑问,从维护的角度来看,目前极氪009的综合压铸技术无疑优于特斯拉。
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结论:国内汽车的竞争优势突出了3D打印值得关注
特斯拉在新能源汽车行业的领先地位暂时不会轻易超越。国内制造商在集成压铸技术方面的进步也给特斯拉带来了一些挑战。通过引进国外先进技术和合作研发,这些制造商不断提高生产能力和产品质量。未来几年,随着集成压铸技术的普及和应用范围的扩大,国内制造商有望在市场上获得更大份额。
除了国内汽车品牌的优势外,还应注意集成压铸技术的迭代融入了3D打印的增量技术。3D打印技术可以使汽车零部件的研发周期从 45 天缩短至 1-7 天;德国 Fraunhofer IAPT 研究机构成功打印出比同类铣削产品更轻的车门铰链 同时降低了35%的成本 50%,技术性能更好。铂力特、华曙高科技是国内3D打印产业链综合布局企业,值得适当关注。
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