“降本狂魔”馬斯克,用它徹底殺死燃油車?

2018年年底的一天,特斯拉工程總部,馬斯克當時把玩一個MODEL S的車模,而且習慣性地把它拆了。他發(fā)現(xiàn),里面甚至有套懸掛系統(tǒng),而且,整個車底被壓鑄成了一整塊金屬。


(資料圖)

特斯拉一體壓鑄的“開箱工藝”

當天團隊開會時,馬斯克拿出了這輛車模,放在白色的會議桌上,問到:“為什么我們不能這么做?”

這是最新的《埃隆·馬斯克傳》里面所講的,一體壓鑄工藝的緣起。因為拆了一個小車模,如今汽車行業(yè)的制造流程開始被顛覆,甚至被形容為“第三次制造革命”。

而今,特斯拉的一體壓鑄已經從1.0時代進化到了2.0時代,包括它的“開箱工藝”(Unboxed Process)。

就算極氪智能科技副總裁趙春林直接“開懟”特斯拉的一體式壓鑄件,并表示特斯拉的一體壓鑄件根本難以企及極氪的品質,對外界來說,這也幾乎是對特斯拉的一種印證而已。

一體壓鑄的實操,畢竟是特斯拉首先用并廣而告之的。而且,問題在于,一體壓鑄已經成為新能源汽車廠商的必爭之地。比傳統(tǒng)車企快一倍的研發(fā)速度,無疑是該技術發(fā)展最大的動力。

一體壓鑄的軍備競賽

說到底,一體壓鑄的顛覆性使用,是特斯拉對汽車行業(yè)參與者們的警醒。在智能電動時代,只能做引領者,而不是跟隨者。

我們看到,這次特斯拉一體壓鑄2.0的技術突破集中在兩大領域:一是設計并測試巨型模具,以應對大規(guī)模生產的大尺寸零件;二是壓鑄帶有內部加強筋的中空框架,旨在減輕重量的同時提高耐撞性。

而這兩項創(chuàng)新的秘訣在于,都突破性地用了3D打印和工業(yè)用砂。更重要的是,3D打印技術可以將汽車零部件研發(fā)周期從45天縮短至1~7天,比如,德國Fraunhofer IAPT研究機構成功打印出一種車門鉸鏈,比同類銑削產品要輕35%,成本還降低50%。

不得不佩服馬斯克“第一性原理”的腦回路。他求助于使用3D打印機和工業(yè)用砂制作測試模具的公司。這種3D打印機在設計好模具的數(shù)據(jù)后,將液體粘合劑沉積在一層薄薄的沙子上,逐層打造出可以壓鑄熔融合金的模具。

而且,這種砂型鑄造模具原型的設計驗證過程的成本極低,即使迭代多個版本,成本也僅為金屬模具原型的3%。

這意味著特斯拉可以根據(jù)需要對模具原型進行多次調整,并通過使用Desktop Metal及其子公司ExOne等公司的3D打印機,在數(shù)小時內就能重新打印出一個新的模具原型。

據(jù)悉,使用砂型鑄造模具原型的設計驗證周期只需要兩到三個月,而金屬模具原型則需要6個月到一年的時間。所以,新技術應用成本方面的節(jié)省更加厲害。

據(jù)國外鑄造專家表示,制作大型金屬測試模具后,調整一次機械加工需要花費10萬美元,而重新制作整個模具成本可能高達150萬美元。

另一位專家則稱,大型金屬模具的設計過程通常需要400萬美元左右。而特斯拉用“第一性原理”解決了這個問題。

此外,就像業(yè)內人士所稱,特斯拉的一體壓鑄車身技術的突破,可以將幾乎所有復雜的電動汽車底部壓鑄成一個整體,構建出特斯拉新的技術護城河,進而縮短研發(fā)新車的時間到18~24個月,而目前汽車廠商開發(fā)新車通常需要3~4年時間。

此前,行業(yè)里由于存在“一體化壓鑄模具困境”,汽車制造商一直對鑄造更大的結構件持謹慎態(tài)度。但是,馬斯克是不管這一套的,只要覺得可行,就勇于試錯,直到成功為止。

“實際上,整個行業(yè)都是這種情況,先是馬斯克用了某個技術,然后大家各種質疑,然后馬斯克做成了,最后大家趕緊跟隨。”小伙伴聊天的時候說到這個感慨,對于一體壓鑄,尤其如此。

如今,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。新一輪技術軍備競賽,在所難免。

就連固執(zhí)的豐田,也于9月份向媒體公開了其開發(fā)的約3分鐘即可使三分之一的車身一體成型的技術。在豐田的明知工廠(愛知縣三好市),高約6米、寬約7米、縱深約15米的“一體化壓鑄(Gigacast)”設備的試制機做了一體壓鑄的演示。

以往的工藝流程多達86個零部件、33道工序,需要花費數(shù)小時。如今,僅需不到十分鐘,一道工序、一個零件。而且豐田計劃進一步縮短時間,將工序縮短至約3分鐘。而2022年9月,豐田制造出第一個試制品時,模具更換需要花費1天左右的時間,現(xiàn)在約20分鐘就能完成模具更換。

豐田預定2026年投放市場的純電動車,將車身分為前部、中間、后部3個部分,后部和前部將采用一體化壓鑄技術來成型。

預計車身前部的生產過程將從91個零部件、51道工序減少到1個零部件、1道工序??偟哪繕耸?,豐田在2030年銷售350萬輛純電動汽車的目標下,力爭將組裝工序和投資等減少一半。

就像我在2020年的文章《拿什么對抗,特斯拉的“鑄造大法”》里面寫過的,不止是“軟件定義汽車”,在“看不見的地方”下功夫,這才是最厲害和最可怕的對手。

極氪為何怒了?

再來說說極氪智能科技副總裁趙春林怒了這件事。

9月15日,趙春林在微博上發(fā)布了極氪與特斯拉相關一體式壓鑄件的直接對比,并且表示,像特斯拉的一體壓鑄件品質,在極氪根本就出不了廠。而且,當天極氪正式發(fā)布一體式壓鑄的最新進化成果——全球首創(chuàng)中段一體式壓鑄蜻蜓結構。

從技術細節(jié)來說,中段一體式壓鑄蜻蜓結構相比傳統(tǒng)焊接,結構零件減少16個,連接點減少66處,實現(xiàn)整車7%的減重,座椅安裝點剛度平均提升18%。而且,這個中段一體式壓鑄蜻蜓結構,將在極氪001 FR實現(xiàn)量產之后陸續(xù)搭載在其他車型上。

據(jù)介紹,極氪009一體式壓鑄后端鋁車身長1米寬1.6米,體積遠大于特斯拉。使用這項技術后,極氪009消除了近800個焊接點,零部件數(shù)量減少80多個,重量減輕16%。在整車車身變得更輕的同時,相當于消除了各種零件焊接時潛在的失效率。

換句話說,一體式壓鑄車身為極氪自身的制造競爭力帶來巨大提升。并且,從維修方面來看,目前極氪009的一體壓鑄技術相比特斯拉,對日后維修更加友好,這一點毫無疑問。

但是,如此“貼身肉搏”特斯拉,就像業(yè)內人士判斷的,“這并不意味著極氪已經領先特斯拉?!?/p>

一方面,特斯拉在國內使用的壓鑄機更注重效率和成本控制,以最快的速度生產可用的成品,這是由其龐大的銷售規(guī)模所決定的。另一方面,特斯拉已經開始研發(fā)更大噸級的壓鑄機,并擁有自己的先進技術。

按照趙春林的透露,極氪智慧工廠打造了首個大型一體式壓鑄L4級智慧產線,使用國內主機廠目前能量產的最大噸位7200T壓鑄機,比特斯拉目前已投產的還高1100噸。

不過,根據(jù)近期相關報道,特斯拉已經研發(fā)出了6000~9000噸位的巨型壓鑄機,一體壓鑄Model Y(參數(shù)丨圖片)車型的前部和后部車架結構。

所以,不管極氪趙春林如何表達心中不平,就像業(yè)內人士說的,特斯拉在新能源汽車行業(yè)的領先地位暫時不會輕易被超越。

當然,極氪這種技術進步給特斯拉帶來一定的挑戰(zhàn),這是無疑的。

而國內廠商通過引進國外先進技術和合作研發(fā),不斷提升自身的生產能力和產品質量,未來幾年,隨著一體化壓鑄技術的普及和應用范圍的擴大,國內廠商有望在市場上獲得更大的份額。

按照中信建投證券的預測,2027年會出現(xiàn)12000~15000噸位的壓鑄機應用。

當然,目前除了極氪009,一體化壓鑄產業(yè)鏈在國內已有成熟的技術應用。隨著產業(yè)鏈布局日益完善,市場參與者增加,全產業(yè)鏈布局與合作的趨勢日益明顯。

比如,2022年7月長安就宣布加入這一潮流,2023年1月首個一體化壓鑄件成功下線。據(jù)保守估計,其從布局到結構件下線需時6~8個月。

而蔚來ET5在首個一體化壓鑄件下線至首批預生產之間經歷近9個月,業(yè)內預計其從布局到量產需時15~17個月。

據(jù)統(tǒng)計,至少有10家車企正在積極布局。甚至有預計稱,2024~2025年有望成為一體化壓鑄滲透率快速提升的關鍵年份,除特斯拉和蔚來外,其他車企將為市場帶來約50~125萬輛的增量。

怎么說呢,馬斯克一次不經意地擺弄玩具車模,這個“蝴蝶效應”最終顛覆了汽車行業(yè)的制造工藝,特斯拉的創(chuàng)新技術為汽車行業(yè)帶來了巨大的變革和發(fā)展。

對于從業(yè)者來說,還是應該感謝馬斯克的。

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