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“降本狂魔”马斯克,用它彻底杀死燃油车?

无论接受与否,一体压铸的“舞蝶效应”已经形成。 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…

无论接受与否,一体压铸的“舞蝶效应”已经形成。

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。

“降本狂魔”马斯克,用它彻底杀死燃油车?

特斯拉一体压铸的“开箱工艺”

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:“为什么我们不能这么做?”

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,问题在于,一体压铸已经成为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。

一体压铸的军备竞赛

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。

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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打印技术可以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%。

这意味着特斯拉可以根据需要对模具原型进行多次调整,并通过使用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。

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据国外铸造专家表示,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通常需要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通常需要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。

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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,需要花费数小时。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,模具更换需要花费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“铸造大法”》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。

极氪为何怒了?

再来说说极氪智能科技副总裁赵春林怒了这件事。

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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巨大提升。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,“这并不意味着极氪已经领先特斯拉。”

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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,特斯拉已经开始研发更大吨级的压铸机,并拥有自己的先进技术。

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,根据近期相关报道,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先地位暂时不会轻易被超越。

当然,极氪这种技术进步给特斯拉带来一定的挑战,这是无疑的。

而国内厂商通过引进国外先进技术和合作研发,不断提升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。

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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需时6~8个月。

而蔚来ET5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。

对于从业者来说,还是应该感谢马斯克的。

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