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撰文?/?錢亞光

編輯?/ 黃大路

設(shè)計(jì)?/ 師??超

來(lái)源?/?Reuters, www.theverge.com，作者：Norihiko Shirouzu, Giuiio Piovaccari, Andrew J. Hawkins

特斯拉正在放棄其開(kāi)創(chuàng)性的“Gigacasting（一體式壓鑄）”工藝。

據(jù)兩位熟悉此事的知情人士透露，特斯拉曾計(jì)劃在一體式壓鑄方面進(jìn)行大膽創(chuàng)新，但目前特斯拉已停止這一努力，轉(zhuǎn)而堅(jiān)持使用更成熟的三件式鑄造車身下部的方法，基本上與特斯拉用于其最后兩款新車型——Model Y和Cybertruck的三件式生產(chǎn)流程相同。?

推遲這一潛在的制造突破，標(biāo)志著特斯拉在調(diào)整因銷量和利潤(rùn)率下滑、全球電動(dòng)汽車需求減弱以及來(lái)自其他電動(dòng)汽車制造商的激烈競(jìng)爭(zhēng)而采取的削減短期支出策略。

汽車工業(yè)在近十年發(fā)生了翻天覆地的變化。從動(dòng)力系統(tǒng)的顛覆，到車輛智能化快速發(fā)展甚至改變了車輛自身的定義。如今，特斯拉在一體式壓鑄技術(shù)上的進(jìn)一步發(fā)展，或許也將徹底改變車輛的制造方式。?

2021年5月13日，特斯拉在奧斯汀超級(jí)工廠完成了Model Y的首次前置鑄造▼

特斯拉Model Y在采用一體式壓鑄技術(shù)后，其后車身制造時(shí)間可從1-2小時(shí)縮短至60-120秒，也就是1-2分鐘，Model Y成本則可降低約40%，整車重量降低10%。?

Model 2作為特斯拉的基礎(chǔ)款車型，車身底部簡(jiǎn)單，被視為更適合用來(lái)做底部一體式壓鑄的嘗試。此外，據(jù)稱，這項(xiàng)技術(shù)也被計(jì)劃用于生產(chǎn)未來(lái)的Robotaxi。

自從特斯拉率先將一體式壓鑄技術(shù)用于車身結(jié)構(gòu)件后，已有多家車企跟隨采用了這種技術(shù)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，包括蔚來(lái)、高合、小鵬、沃爾沃、豐田、極氪等車企均在研發(fā)一體式壓鑄技術(shù)。?

除了成本、效率以及輕量化的優(yōu)勢(shì)外，一體式壓鑄車身對(duì)于車身剛度的提升也很明顯。而另一方面，隨著越來(lái)越多車企跟進(jìn)應(yīng)用這一技術(shù)，當(dāng)然也推動(dòng)了一體式壓鑄技術(shù)的多方面進(jìn)步，并刺激壓鑄機(jī)廠生產(chǎn)出更適應(yīng)車企需求的產(chǎn)品。?

未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)或降本利器

在去年3月的投資者日活動(dòng)上，馬斯克曾介紹了特斯拉對(duì)未來(lái)生產(chǎn)工藝的暢想，即Unbox。?

這一工藝將車輛零部件分成6大模塊，每個(gè)模塊單獨(dú)生產(chǎn)，在工廠的專用區(qū)域組裝零件，在最后將所有零件組裝在一起形成整車。

該工藝承諾可以加快汽車制造速度，同時(shí)將成本降低一半。特斯拉表示，通過(guò)Unbox流程生產(chǎn)車輛，制造人員將減少40%，制造所需的空間和時(shí)間將減少30%。?

美國(guó)奧斯汀特斯拉超級(jí)工廠俯瞰圖▼

圖片來(lái)源：REUTERS/Go Nakanura/File Photo

據(jù)消息人士稱，特斯拉的這項(xiàng)技術(shù)將使其能在18-24個(gè)月內(nèi)從頭開(kāi)始完成一款汽車的開(kāi)發(fā)。而大部分競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手可能需要三到四年的時(shí)間。而一體式壓鑄技術(shù)該技術(shù)是Unbox制造策略的核心，是其計(jì)劃在未來(lái)十年內(nèi)生產(chǎn)數(shù)千萬(wàn)輛更便宜的電動(dòng)汽車，同時(shí)保持盈利的關(guān)鍵。?

路透社援引五位熟悉特斯拉一體化鑄造業(yè)務(wù)的人士的話稱，當(dāng)特斯拉開(kāi)發(fā)新的小型車輛平臺(tái)時(shí)，其目標(biāo)是將電動(dòng)汽車幾乎全部復(fù)雜的底盤部件一次鑄成，而不是傳統(tǒng)汽車的約400個(gè)部件。長(zhǎng)期目標(biāo)是徹底簡(jiǎn)化制造流程并大幅降低成本。

最近，據(jù)路透社報(bào)道，兩位了解此事的知情人士透露，特斯拉已停止了這一努力，轉(zhuǎn)而堅(jiān)持使用更成熟的三件式鑄造方法：兩塊一體式鑄造的前、后部件和一塊由鋁和鋼框架組成的用于存放電池的中部部件。這基本上是該公司在前兩款新車型——Model Y和Cybertruck上使用的方法相同。

對(duì)于放棄下一代一體式鑄造技術(shù)，特斯拉未回應(yīng)媒體置評(píng)請(qǐng)求。

兩位消息人士稱，特斯拉決定停止更創(chuàng)新、更復(fù)雜的單件鑄造工藝的研發(fā)工作的依據(jù)是加快Model 2的開(kāi)發(fā)進(jìn)度，并避免任何昂貴的延誤或制造問(wèn)題。

路透社最早在4月5日?qǐng)?bào)道稱，特斯拉取消了Model 2的生產(chǎn)計(jì)劃，要將公司的資源投入到全自動(dòng)的Robotaxi上。隨后，特斯拉對(duì)此進(jìn)行辟謠，重申了其制造更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的電動(dòng)汽車的計(jì)劃，但在最近的財(cái)報(bào)電話會(huì)議上，馬斯克不愿透露太多具體細(xì)節(jié)，只是表示其下一代車型“將利用下一代平臺(tái)的部分特性以及我們當(dāng)前平臺(tái)的部分特性，并能夠在與我們當(dāng)前車型陣容相同的生產(chǎn)線上生產(chǎn)”。

當(dāng)被問(wèn)及特斯拉的“Gigacasting”一體式壓鑄創(chuàng)新是否與其生產(chǎn)更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的電動(dòng)汽車的計(jì)劃有關(guān)時(shí)，馬斯克轉(zhuǎn)而談到了他最喜歡的話題：自動(dòng)駕駛。“我們應(yīng)該被視為一家人工智能機(jī)器人公司，”他說(shuō)。“如果你把特斯拉僅僅看作是一家汽車公司……這完全是錯(cuò)誤的框架。”

從那時(shí)起，到現(xiàn)在該公司已經(jīng)在全球范圍內(nèi)裁減了超過(guò)10%的員工，失去了幾位高管，并且財(cái)務(wù)報(bào)告的收益未能達(dá)到一些華爾街分析師最悲觀的預(yù)測(cè)。

這些舉措也反映了特斯拉的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，該公司現(xiàn)在更專注于開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛汽車，而不是推動(dòng)電動(dòng)汽車銷量的大幅增長(zhǎng)。

巨額投入和空前難度

到目前為止，汽車制造商一直不愿鑄造越來(lái)越大的部件，因?yàn)橐惑w式壓鑄有著難在克服的困境：制作面積為1.5平方米或更大的部件，可以提高效率，但前期成本高昂，且存在諸多風(fēng)險(xiǎn)。

一位鑄造專家稱，一旦制作了一個(gè)大型金屬試驗(yàn)?zāi)＞撸谠O(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行任何機(jī)械調(diào)整都可能花費(fèi)10萬(wàn)美元，而重新制作整個(gè)模具的費(fèi)用可能高達(dá)150萬(wàn)美元。

另一位專家表示，制作一個(gè)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。

據(jù)消息人士稱，這對(duì)汽車制造商來(lái)說(shuō)，被認(rèn)為是不可行的，尤其是考慮到一個(gè)設(shè)計(jì)可能需要進(jìn)行六次或更多次的調(diào)整，才能從噪音、振動(dòng)、裝配和涂裝，人體工程學(xué)和碰撞安全性的角度達(dá)到完美的模具。

如果要將整個(gè)車身底部用一體式壓鑄技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，目前來(lái)看，還需要解決兩大問(wèn)題。?

一是如何低成本地設(shè)計(jì)并測(cè)試這個(gè)巨大且復(fù)雜部件的模具，并最終將其投入大規(guī)模生產(chǎn)，其中也包括是否已經(jīng)有相應(yīng)的壓鑄機(jī)。

要實(shí)現(xiàn)壓鑄如此大型的車身部件，特斯拉還需要更大的壓鑄機(jī)。目前特斯拉用于Model Y車身件的一體壓鑄機(jī)是鎖模力為6000噸級(jí)別的壓鑄機(jī)。而其擁有的鎖模力最大的機(jī)器是專為生產(chǎn)Cybertruck打造的9000噸級(jí)別壓鑄機(jī)，來(lái)自長(zhǎng)期為特斯拉供貨的IDRA集團(tuán)。

目前前后分體的壓鑄件，用現(xiàn)有的壓鑄機(jī)就能滿足，但壓鑄面積越大，對(duì)鎖模力的要求則越高。如果要實(shí)現(xiàn)整個(gè)車身底部一體式壓鑄，涉及的鑄件面積達(dá)到6平方米甚至更大，鎖模力需要達(dá)到16000噸的級(jí)別。?這將進(jìn)一步拉高成本，同時(shí)，由于體型巨大，可能需要更大的廠房。

二是在將整個(gè)底部結(jié)構(gòu)整合為一個(gè)部件，并采用壓鑄技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)后，需要解決空心副車架的鑄造難題。

特斯拉上海超級(jí)工廠生產(chǎn)Model Y用的壓鑄機(jī)▼

來(lái)源：特斯拉2020年第四季度財(cái)報(bào)

據(jù)消息人士稱，馬斯克從一開(kāi)始就決心找到一種方法，將車身底部整體鑄造出來(lái)，盡管存在風(fēng)險(xiǎn)。為了克服這些障礙，特斯拉轉(zhuǎn)向了使用工業(yè)砂和3D打印機(jī)制造模具的公司。

據(jù)三位消息人士稱，鑄造專家通過(guò)開(kāi)發(fā)特殊合金、微調(diào)熔融合金冷卻過(guò)程以及制定后處理工藝，克服了這些障礙。

根據(jù)路透社的報(bào)道，即便需要經(jīng)過(guò)多次調(diào)整，砂型鑄造的設(shè)計(jì)驗(yàn)證過(guò)程也是成本最低的，僅為金屬模具的3%。同時(shí)，使用砂型鑄造的設(shè)計(jì)驗(yàn)證周期僅需兩到三個(gè)月，而金屬模具原型則需要六個(gè)月到一年。

不過(guò)，一體壓鑄車底結(jié)構(gòu)件的工藝要求也很高。這位工程師表示，主要是鑄件尺寸越大，變形量和應(yīng)力集中的問(wèn)題會(huì)更明顯，這是生產(chǎn)端的問(wèn)題。而在售后上，是大家已經(jīng)有所認(rèn)知的成本問(wèn)題，撞擊后維修更換的成本較高。

特斯拉和馬斯克曾表示，一體式壓鑄有助于汽車制造商從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度降低成本。但汽車制造專家表示，這一過(guò)程需要進(jìn)行大規(guī)模的前期投資，而且要完善這一過(guò)程非常困難且耗時(shí)。

車輛制造專家表示，特斯拉在一體式鑄造技術(shù)的開(kāi)發(fā)上采用更為保守的做法并不令人意外，在某種程度上反映了該公司在按時(shí)推出復(fù)雜且創(chuàng)新的車型方面所經(jīng)歷的痛苦歷史。

特斯拉的極具實(shí)驗(yàn)性的Cybertruck在經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)時(shí)間的制造問(wèn)題處理后，于去年秋季以遠(yuǎn)高于預(yù)期的價(jià)格亮相。特斯拉仍在努力以大規(guī)模市場(chǎng)產(chǎn)量生產(chǎn)這款具有棱角的不銹鋼皮卡。

特斯拉生產(chǎn)Cybertruck時(shí)使用的9000噸壓鑄機(jī)▼

圖片來(lái)源：IDRA

美國(guó)工程公司Caresoft Global的總裁特里·沃約奇斯基(Terry Woychowski)表示，推遲采用一體鑄造技術(shù)將使該公司避免在制造和設(shè)計(jì)方面進(jìn)行大規(guī)模的短期投資。沃約奇斯基曾對(duì)包括特斯拉在內(nèi)的多款車型進(jìn)行拆解和工程分析。

他認(rèn)為，如果特斯拉能夠大規(guī)模鑄造電動(dòng)汽車的底盤大部分部件，將進(jìn)一步顛覆汽車的設(shè)計(jì)和制造方式。“這是一種超級(jí)增強(qiáng)劑。它對(duì)行業(yè)有著巨大的影響，但這是一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，”沃伊喬斯基說(shuō)，他在美國(guó)汽車制造商通用汽車(GM)工作了30多年。

“他們難道不想把所有部件都做成一個(gè)大部件嗎？當(dāng)然想，但這要付出多大的代價(jià)呢？”沃約奇斯基問(wèn)道。

車輛制造專家、麻省理工學(xué)院(MIT)前研究主任詹姆斯·沃馬克(James Womack)表示，特斯拉放棄一體鑄造技術(shù)反映了該公司去年的匆忙行動(dòng)，旨在推出一款售價(jià)2.5萬(wàn)美元的新車，以趕上已經(jīng)在低價(jià)電動(dòng)車市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位的中國(guó)制造商。

但沃馬克表示，推進(jìn)一項(xiàng)創(chuàng)新的生產(chǎn)工藝對(duì)幫助特斯拉向消費(fèi)者銷售汽車作用不大。“從公眾和消費(fèi)者的角度來(lái)看，這并不太令人興奮，而且你不知道這究竟是否真的能節(jié)省大量成本。”沃馬克說(shuō)。