《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》9月15日訊（編輯 鄭遠(yuǎn)方）據(jù)外媒援引五位知情人士消息稱(chēng)，特斯拉已在一體化壓鑄上取得技術(shù)突破，這將是特斯拉在未來(lái)十年生產(chǎn)數(shù)千萬(wàn)輛平價(jià)電動(dòng)汽車(chē)、實(shí)現(xiàn)盈利計(jì)劃的關(guān)鍵所在。
通過(guò)這項(xiàng)突破，特斯拉可以將電動(dòng)汽車(chē)的幾近所有復(fù)雜車(chē)身底部零件壓鑄成一個(gè)整體，而非僅壓鑄約400個(gè)零部件。
據(jù)悉，這一新技術(shù)是特斯拉“開(kāi)箱工藝（Unboxed Assembly Process）”組裝系統(tǒng)的核心——特斯拉3月公布該組裝系統(tǒng)時(shí)曾表示，其將用于支持生產(chǎn)低價(jià)車(chē)型，預(yù)計(jì)可以將電動(dòng)汽車(chē)的生產(chǎn)成本降低50%，并將工廠空間減少40%。
消息人士指出，有了這項(xiàng)新技術(shù)，特斯拉可以在18-24個(gè)月內(nèi)，從頭開(kāi)始開(kāi)發(fā)一款汽車(chē)，而目前其大多數(shù)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手可能需要3-4年時(shí)間。
特斯拉一直在籌劃推出一款25000美元的小型電動(dòng)汽車(chē)。而本次報(bào)道指出，該車(chē)型或?qū)⑹褂靡粋€(gè)超大型鑄件框架，將車(chē)頭、車(chē)位、車(chē)身底部（電池放置處）結(jié)合在一起。預(yù)計(jì)特斯拉最快將在本月決定是否這么做，最終產(chǎn)品也可能在設(shè)計(jì)驗(yàn)證過(guò)程中發(fā)生變化。
美國(guó)工程公司Caresoft Global總裁Terry Woychowski認(rèn)為，若特斯拉能一體化壓鑄大部分底盤(pán)零部件，則將進(jìn)一步顛覆汽車(chē)的設(shè)計(jì)和制造方式?！斑@是一項(xiàng)極為有力的推動(dòng)器，對(duì)整個(gè)行業(yè)都有著巨大影響。但這也是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，鑄件非常難做，尤其是越大越復(fù)雜的鑄件?！?/p>
01
3D打印、工業(yè)用砂與定制合金
本次特斯拉取得的突破主要在于兩個(gè)方面：其一是如何設(shè)計(jì)和測(cè)試用于大規(guī)模生產(chǎn)的巨型模具；其二是鑄件如何將帶有內(nèi)部肋的空心副車(chē)架結(jié)合起來(lái)，以減輕重量并提高耐撞性。
這兩項(xiàng)創(chuàng)新由多國(guó)設(shè)計(jì)鑄造專(zhuān)家聯(lián)合開(kāi)發(fā)，涉及使用3D打印、工業(yè)用砂及定制合金。
實(shí)際上，對(duì)于汽車(chē)制造商而言，“一體化壓鑄更大的部件”一直是一項(xiàng)難題：制造更大的模具的確可以提高效率，但成本昂貴，并帶來(lái)無(wú)數(shù)風(fēng)險(xiǎn)。
一位鑄造專(zhuān)家表示，一旦制作出大型金屬測(cè)試模具，設(shè)計(jì)過(guò)程中每調(diào)整一次機(jī)械加工，便可能會(huì)花費(fèi)10萬(wàn)美元，而完全重做模具可能會(huì)花費(fèi)150萬(wàn)美元。另一位人士則表示，大型金屬模具的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程通常需要花費(fèi)約400萬(wàn)美元。因此，大多數(shù)汽車(chē)制造商對(duì)此望而卻步。因?yàn)閺脑胍艏罢饎?dòng)、裝配及表面處理、人體工學(xué)及耐撞性等方面來(lái)看，可能至少需要六次調(diào)整，才能設(shè)計(jì)出完美模具。
盡管風(fēng)險(xiǎn)與困難重重，但消息人士指出，馬斯克最初的愿景，便是找到一體化壓鑄整個(gè)車(chē)身底部的方法。
為此，特斯拉求助于那些使用3D打印及工業(yè)用砂制作測(cè)試模具的公司，通過(guò)數(shù)字設(shè)計(jì)文件，用粘合劑噴射機(jī)將液體粘合劑沉積到薄薄的砂層上，逐層構(gòu)建可以壓鑄熔融合金的模具。
一位消息人士稱(chēng)，即使有多個(gè)版本，砂型鑄造的設(shè)計(jì)驗(yàn)證過(guò)程成本也極低，僅為金屬原型的3%——這意味著，特斯拉可以根據(jù)需要多次調(diào)整原型，并在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)重新打印出一個(gè)新原型。
成本優(yōu)勢(shì)是一方面，另一方面，使用砂型鑄造后，設(shè)計(jì)驗(yàn)證周期僅需2-3個(gè)月，而金屬模具原型則需要6-12個(gè)月。
此外，汽車(chē)底盤(pán)的副車(chē)架通常是空心的，以減輕重量并提高耐撞性。為了鑄造空心副車(chē)架，特斯拉計(jì)劃將由粘合劑噴射機(jī)打印的實(shí)心砂芯放置在整個(gè)模具內(nèi)，待零件壓鑄完成后，將砂芯去除、留下空隙。
但在這一過(guò)程中，由于原用于生產(chǎn)鑄件的鋁合金在砂模和金屬模中的表現(xiàn)不同，無(wú)法達(dá)到特斯拉的耐撞性等標(biāo)準(zhǔn)。因此，鑄造專(zhuān)家們通過(guò)制作定制合金克服了這一問(wèn)題。
一旦特斯拉敲定原型模具，便可以投資制造最終的金屬模具，用于大規(guī)模生產(chǎn)。
02
特斯拉新車(chē)型提供絕佳使用機(jī)會(huì) 多車(chē)企已跟進(jìn)一體化壓鑄
目前特斯拉正在開(kāi)發(fā)兩種小型汽車(chē)：一種供個(gè)人使用，另一種為Robotaxi。消息人士指出，它們的車(chē)身底部構(gòu)造都較為簡(jiǎn)單，也為特斯拉新技術(shù)提供了一個(gè)絕佳的使用機(jī)會(huì)。
當(dāng)然，如果特斯拉確定將一體化壓鑄車(chē)身底部，便必須決定使用那種壓鑄機(jī)，而這一選擇也將決定汽車(chē)框架的復(fù)雜程度——為了快速壓鑄這么大型的部件，特斯拉需要新的、更大的壓鑄機(jī)，鎖模力需要達(dá)到或超過(guò)16000噸，其價(jià)格更為高昂，且可能需要更大的廠房空間。
然而，高鎖模力卻無(wú)法容納制造空心副框架所需的3D打印砂芯。知情人士表示，特斯拉可以通過(guò)使用不同類(lèi)型的壓鑄機(jī)來(lái)解決這一問(wèn)題。這種方法可以將熔融合金緩慢注入，在容納砂芯的同時(shí)，還往往會(huì)生產(chǎn)出更高質(zhì)量的鑄件；但這一過(guò)程需要耗費(fèi)更多時(shí)間。
一直以來(lái)，特斯拉都是一體化壓鑄的堅(jiān)實(shí)擁簇者與實(shí)踐者。根據(jù)公司公布的信息，采用一體壓鑄技術(shù)后，Model Y原方案的80個(gè)沖壓焊接零件可集成為一個(gè)鑄件，并實(shí)現(xiàn)40%降本、10%減重。
值得注意的是，之前追隨特斯拉加入一體化壓鑄隊(duì)伍的，大多是蔚來(lái)、小鵬、理想等一眾新能源車(chē)企，傳統(tǒng)車(chē)企身影寥寥。如今除了豐田，通用汽車(chē)、現(xiàn)代汽車(chē)、沃爾沃汽車(chē)等也開(kāi)始謀劃采用這一技術(shù)。
落實(shí)到整體產(chǎn)業(yè)鏈上，國(guó)泰君安認(rèn)為，上游由免熱處理鋁合金材料、壓鑄機(jī)和壓鑄模具組成，一體化壓鑄模具毛利率40%，凈利率20%，單環(huán)節(jié)利潤(rùn)最高，技術(shù)壁壘最高，格局分散；中游為第三方壓鑄廠和自建產(chǎn)線的整車(chē)廠，該環(huán)節(jié)競(jìng)爭(zhēng)激烈，少數(shù)具有核心優(yōu)勢(shì)的鋁鑄件供應(yīng)商占據(jù)大部分中高端車(chē)型的配套市場(chǎng)；下游則直接對(duì)接主機(jī)廠。
民生證券也指出，一體壓鑄產(chǎn)品有望從后底板產(chǎn)品拓展至前艙、中底板、電池托盤(pán)等相關(guān)零部件，建議關(guān)注愛(ài)柯迪、旭升集團(tuán)、萬(wàn)豐奧威、瑞鵠模具、美利信、嶸泰股份、博俊科技、多利科技、祥鑫科技、華達(dá)科技、文燦股份、廣東鴻圖、立中集團(tuán)、力勁科技、伊之密、星源卓鎂、合力科技。