“降本狂魔”马斯克用它彻底杀死燃油车?

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  2018年年底的一天,特斯拉工程总部,马斯克当时把玩一个MODEL S的车模,而且习惯性地把它拆了。他发现,里面甚至有套悬挂系统,而且,整个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,放在白色的会议桌上,问到:“为什么咱们不可以这么做?”

  这是最新的《埃隆·马斯克传》里面所讲的,一体压铸工艺的缘起。因为拆了一个小车模,如今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”。

  而今,特斯拉的一体压铸已经从1.0时代进化到了2.0时代,包括它的“开箱工艺”(Unboxed Process)。

  就算极氪智能科技副总裁赵春林直接“开怼”特斯拉的一体式压铸件,并表示特斯拉的一体压铸件根本难以企及极氪的品质,对外界来说,这也几乎是对特斯拉的一种印证而已。

  一体压铸的实操,毕竟是特斯拉首先用并广而告之的。而且,问题就在于,一体压铸慢慢的变成了新能源汽车厂商的必争之地。比传统车企快一倍的研发速度,无疑是该技术发展最大的动力。

  说到底,一体压铸的颠覆性使用,是特斯拉对汽车行业参与者们的警醒。在智能电动时代,只能做引领者,而不是跟随者。

  我们看到,这次特斯拉一体压铸2.0的技术突破集中在两大领域:一是设计并测试巨型模具,以应对大规模生产的大尺寸零件;二是压铸带有内部加强筋的中空框架,旨在减轻重量的同时提高耐撞性。

  而这两项创新的秘诀在于,都突破性地用了3D打印和工业用砂。更重要的是,3D打印技术能将汽车零部件研发周期从45天缩短至1~7天,比如,德国Fraunhofer IAPT研究机构成功打印出一种车门铰链,比同类铣削产品要轻35%,成本还降低50%。

  不得不佩服马斯克“第一性原理”的脑回路。他求助于使用3D打印机和工业用砂制作测试模具的公司。这种3D打印机在设计好模具的数据后,将液体粘合剂沉积在一层薄薄的沙子上,逐层打造出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的成本极低,即使迭代多个版本,成本也仅为金属模具原型的3%。

  这意味着特斯拉能够准确的通过需要对模具原型进行多次调整,并利用Desktop Metal及其子公司ExOne等公司的3D打印机,在数小时内就能重新打印出一个新的模具原型。

  据悉,使用砂型铸造模具原型的设计验证周期只需要两到三个月,而金属模具原型则需要6个月到一年的时间。所以,新技术应用成本方面的节省更加厉害。

  据国外铸造专家这样认为,制作大型金属测试模具后,调整一次机械加工需要花费10万美元,而重新制作整个模具成本可能高达150万美元。

  另一位专家则称,大型金属模具的设计过程常常要400万美元左右。而特斯拉用“第一性原理”解决了这个问题。

  此外,就像业内人士所称,特斯拉的一体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,构建出特斯拉新的技术护城河,进而缩短研发新车的时间到18~24个月,而目前汽车厂商开发新车常常要3~4年时间。

  此前,行业里由于存在“一体化压铸模具困境”,汽车制造商一直对铸造更大的结构件持谨慎态度。但是,马斯克是不管这一套的,只要觉得可行,就勇于试错,直到成功为止。

  “实际上,整个行业都是这样的一种情况,先是马斯克用了某个技术,然后大家各种质疑,然后马斯克做成了,最后大家赶紧跟随。”小伙伴聊天的时候说到这个感慨,对于一体压铸,尤其如此。

  如今,包括丰田、通用、福特等大批传统车企,相继开始研发一体压铸技术。新一轮技术军备竞赛,在所难免。

  就连固执的丰田,也于9月份向媒体公开了其开发的约3分钟即可使三分之一的车身一体成型的技术。在丰田的明知工厂(爱知县三好市),高约6米、宽约7米、纵深约15米的“一体化压铸(Gigacast)”设备的试制机做了一体压铸的演示。

  以往的工艺流程多达86个零部件、33道工序,要消耗数小时。如今,仅需不到十分钟,一道工序、一个零件。而且丰田计划进一步缩短时间,将工序缩短至约3分钟。而2022年9月,丰田制造出第一个试制品时,模具更换要消耗1天左右的时间,现在约20分钟就能完成模具更换。

  丰田预定2026年投放市场的纯电动车,将车身分为前部、中间、后部3个部分,后部和前部将采用一体化压铸技术来成型。

  预计车身前部的生产的全部过程将从91个零部件、51道工序减少到1个零部件、1道工序。总的目标是,丰田在2030年销售350万辆纯电动汽车的目标下,力争将组装工序和投资等减少一半。

  就像我在2020年的文章《拿什么对抗,特斯拉的“铸造”》里面写过的,不止是“软件定义汽车”,在“看不见的地方”下功夫,这才是最厉害和最可怕的对手。

  9月15日,赵春林在微博上发布了极氪与特斯拉相关一体式压铸件的直接对比,并且表示,像特斯拉的一体压铸件品质,在极氪根本就出不了厂。而且,当天极氪正式对外发布一体式压铸的最新进化成果——全球首创中段一体式压铸蜻蜓结构。

  从技术细节来说,中段一体式压铸蜻蜓结构相比传统焊接,结构零件减少16个,连接点减少66处,实现整车7%的减重,座椅安装点刚度平均提升18%。而且,这个中段一体式压铸蜻蜓结构,将在极氪001 FR实现量产之后陆续搭载在其他车型上。

  据介绍,极氪009一体式压铸后端铝车身长1米宽1.6米,体积远大于特斯拉。使用这项技术后,极氪009消除了近800个焊接点,零部件数量减少80多个,重量减轻16%。在整车车身变得更轻的同时,相当于消除了各种零件焊接时潜在的失效率。

  换句话说,一体式压铸车身为极氪自身的制造竞争力带来非常大提升。并且,从维修方面来看,目前极氪009的一体压铸技术相比特斯拉,对日后维修更加友好,这一点毫无疑问。

  但是,如此“贴身肉搏”特斯拉,就像业内人士判断的,“这并不代表极氪已经领先特斯拉。”

  一方面,特斯拉在国内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,这是由其庞大的销售规模所决定的。另一方面,特斯拉慢慢的开始研发更大吨级的压铸机,并有自己的先进技术。

  按照赵春林的透露,极氪智慧工厂打造了首个大型一体式压铸L4级智慧产线,使用国内主机厂目前能量产的最大吨位7200T压铸机,比特斯拉目前已投产的还高1100吨。

  不过,根据近期有关报道,特斯拉已经研发出了6000~9000吨位的巨型压铸机,一体压铸Model Y车型的前部和后部车架结构。

  所以,不管极氪赵春林如何表达心中不平,就像业内人士说的,特斯拉在新能源汽车行业的领头羊暂时不会轻易被超越。

  而国内厂商通过引进国外先进的技术和合作研发,不断的提高自身的生产能力和产品质量,未来几年,随着一体化压铸技术的普及和应用场景范围的扩大,国内厂商有望在市场上获得更大的份额。

  按照中信建投证券的预测,2027年会出现12000~15000吨位的压铸机应用。

  当然,目前除了极氪009,一体化压铸产业链在国内已有成熟的技术应用。随着产业链布局日益完善,市场参与者增加,全产业链布局与合作的趋势日益明显。

  比如,2022年7月长安就宣布加入这一潮流,2023年1月首个一体化压铸件成功下线。据保守估计,其从布局到结构件下线在首个一体化压铸件下线至首批预生产之间经历近9个月,业内预计其从布局到量产需时15~17个月。

  据统计,至少有10家车企正在积极布局。甚至有预计称,2024~2025年有望成为一体化压铸渗透率快速提升的关键年份,除特斯拉和蔚来外,其他车企将为市场带来约50~125万辆的增量。

  怎么说呢,马斯克一次不经意地摆弄玩具车模,这个“蝴蝶效应”最终颠覆了汽车行业的制造工艺,特斯拉的创新技术为汽车行业带来了巨大的变革和发展。