作者王小西
崔力文负责编辑
编辑丨别致
无论是否接受,集成压铸“舞蝶效应”已经形成。
2018年底的一天,特斯拉工程总部马斯克玩MODEL S的模型,并习惯性地拆卸它。他发现里面甚至有一个悬架系统,整个底部被压铸成一整块金属。
▲ 特斯拉综合压铸“开箱工艺”
当天团队开会时,马斯克拿出车模,放在白色会议桌上,问:“为什么我们不能这样做?”
这是最新的埃隆·马斯克传记中提到的综合压铸工艺的起源。由于拆除了一个小型车型,汽车工业的制造过程开始被逆转,甚至被描述为“第三次制造革命”。
如今,特斯拉的综合压铸已经从1.0时代演变为2.0时代,包括它“开箱工艺”(Unboxed Process)。
即使是极氪智能科技副总裁赵春林直接直接“开怼”特斯拉的一体式压铸件表明,特斯拉的一体式压铸件很难达到极氪的质量。对外界来说,这几乎是对特斯拉的证实。
毕竟,综合压铸的实际操作是特斯拉首先使用和广泛宣传的。此外,问题是,综合压铸已成为新能源汽车制造商的必要场所。比传统汽车公司快两倍的研发速度无疑是该技术发展的最大动力。
01
综合压铸军备竞赛
归根结底,综合压铸的颠覆性使用是特斯拉对汽车行业参与者的警告。在智能电气时代,我们只能成为领导者,而不是追随者。
我们可以看到,特斯拉集成压铸2.0的技术突破主要集中在两个领域:一是设计和测试大型模具,以应对大规模生产的大型零件;另一个是具有内部钢筋的空心框架,旨在减轻重量,提高耐冲击性。
这两种创新的秘诀是,它们都突破性地使用了3D打印和工业砂。更重要的是,3D打印技术是可用的例如,德国Fraunhofer将汽车零部件的研发周期从45天缩短到1~7天。 IAPT研究机构成功打印出一种门铰链,比同类铣削产品轻35%,成本降低50%。
我不得不佩服马斯克“第一性原理”脑回路。他向使用3D打印机和工业砂制造测试模具的公司寻求帮助。在设计了模具的数据后,这种3D打印机将液体粘合剂沉积在一层薄薄的沙子上,并逐层创建一个可以压铸熔融合金的模具。
而且,这种砂型铸造模具原型的设计验证过程成本极低,即使多个版本迭代,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。
据报道,砂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个月到一年。因此,新技术的应用成本节约更加严重。
据国外铸造专家介绍,制造大型金属试验模具后,调整一次加工需要10万美元,而重新制造整个模具的成本可能高达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。特斯拉使用“第一性原理”解决了这个问题。
此外,正如业内人士所说,特斯拉综合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,构建特斯拉新技术护城河,然后将新车研发时间缩短到18~24个月,目前汽车制造商开发新车通常需要3~4年。
此前,由于行业内的存在,“综合压铸模具的困境”,汽车制造商一直对铸造更大的结构件持谨慎态度。然而,马斯克并不在乎这一套。只要他觉得可行,他就有勇气尝试和犯错,直到他成功。
“事实上,整个行业都是这样。首先,马斯克使用了某种技术,然后每个人都提出了各种各样的问题。然后马斯克做到了,最后我们赶紧跟着。”朋友聊天的时候说到这种感觉,尤其是综合压铸。
如今,丰田、通用、福特等大量传统汽车公司相继开始研发综合压铸技术。新一轮的技术和军备竞赛是不可避免的。
即使是固执的丰田也在9月向媒体披露了其开发的技术,它可以在大约3分钟内形成三分之一的车身。在丰田明知工厂(爱知县三好市),高约6米,宽约7米,深约15米“一体化压铸(Gigacast)”设备试制机进行了综合压铸演示。
过去有86个零件和33个过程,需要几个小时。现在,只需要不到十分钟,一个过程,一个零件。丰田计划进一步缩短时间,将过程缩短到大约3分钟。2022年9月,当丰田制造第一个试验产品时,模具更换大约需要1天,现在大约需要20分钟才能完成模具更换。
丰田预定2026年投放市场的纯电动汽车将车身分为前、中、后三部分,后、前采用综合压铸技术成型。
预计车身前部的生产过程将从91个部件和51个过程减少到1个部件和1个过程。总体目标是在2030年销售350万辆纯电动汽车的目标下,丰田努力减少装配过程和投资的一半。
就像我在2020年的文章《特斯拉的对抗是什么?“铸造大法”》里面写的不止是“定义汽车的软件”,在“看不见的地方”努力工作,这是最强大和最可怕的对手。
02
为什么极氪生气?
再来说说极氪智能科技副总裁赵春林怒不可遏。
9月15日,赵春林在微博上发布了极氪与特斯拉相关的综合压铸件的直接对比,并表示特斯拉综合压铸件的质量根本无法离开极氪的工厂。此外,同日,极氪正式发布了综合压铸的最新进化结果——世界上第一个中间一体式压铸蜻蜓结构。
从技术细节来看,与传统焊接相比,中间一体式压铸蜻蜓结构减少16个结构部件,连接点减少66个,车辆减重7%,座椅安装点刚度平均提高18%。此外,这种中间一体式压铸蜻蜓结构将在极氪001 大规模生产后,FR陆续搭载其它车型。
据报道,极氪009集成压铸后铝车身长1米宽1.6米,远大于特斯拉。使用此技术后,极氪009消除了近800个焊点,减少了80多个零件和16%的重量。当车身变轻时,相当于消除了焊接各种零件时潜在的失效率。
换句话说,集成压铸车身大大提高了极氪本身的制造竞争力。此外,从维护的角度来看,目前极氪009的集成压铸技术比特斯拉对未来的维护更友好。
但是,如此“贴身肉搏”就像业内人士判断的特斯拉一样,“这并不意味着极氪已经领先特斯拉。”
一方面,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,这是由其巨大的销售规模决定的。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。
据赵春林介绍,极氪智能工厂打造了首条大型集成压铸L4智能生产线,采用国内主机厂最大吨位7200T压铸机,比特斯拉高1100吨。
然而,根据最近的报道,特斯拉已经开发出了6000~9000吨的巨型压铸机,集成压铸Model Y车型的前后框架结构。
因此,无论极氪赵春林如何表达自己的不满,正如业内人士所说,特斯拉在新能源汽车行业的领先地位暂时不会轻易超越。
毫无疑问,极氪的技术进步给特斯拉带来了挑战。
通过引进国外先进技术和合作研发,国内厂商不断提高生产能力和产品质量。未来几年,随着综合压铸技术的普及和应用范围的扩大,国内厂商有望在市场上获得更大的份额。
根据中信建投证券的预测,2027年将出现12000~15000吨压铸机应用。
当然,除了极氪009,集成压铸产业链在中国已经有了成熟的技术应用。随着产业链布局的不断完善和市场参与者的不断增加,整个产业链布局与合作的趋势越来越明显。
例如,2022年7月,长安宣布加入这一趋势,2023年1月首个一体化压铸成功下线。据保守估计,从布局到结构件下线需要6~8个月。
威来ET5在首批综合压铸件下线至首批预生产之间经历了近9个月,业内预计从布局到量产需要15~17个月。
据统计,至少有10家汽车公司正在积极布局。预计2024~2025年将成为集成压铸渗透率快速提高的关键一年。除特斯拉和威莱外,其他汽车公司还将为市场带来约50万辆~125万辆的增长。
怎么说呢,马斯克不经意间摆弄了玩具车模,这个“蝴蝶效应”特斯拉的创新技术最终颠覆了汽车工业的制造技术,给汽车工业带来了巨大的变化和发展。
从业者应该感谢马斯克。
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