顛覆汽車行業(yè)？傳特斯拉(TSLA.US)一體壓鑄技術(shù)再進(jìn)化：成本有望砍半，研發(fā)新車時間大幅縮短

智通財經(jīng)獲悉，據(jù)五名知情人士透露，特斯拉(TSLA.US)結(jié)合了一系列創(chuàng)新，取得了一項技術(shù)突破，這可能會改變特斯拉制造電動汽車的方式，并幫助埃隆·馬斯克實現(xiàn)將生產(chǎn)成本減半的目標(biāo)。

該公司率先使用了具有6000至9000噸夾緊壓力的大型壓力機(jī)，以“千噸級”工藝來塑造其Y型汽車的前后結(jié)構(gòu)，這大大降低了生產(chǎn)成本，讓競爭對手競相追趕。知情人士說，為了擴(kuò)大領(lǐng)先優(yōu)勢，特斯拉正在接近一項創(chuàng)新，該創(chuàng)新將使特斯拉能夠?qū)㈦妱悠噹缀跛袕?fù)雜的車身底部鑄造成一個整體，而不是像傳統(tǒng)汽車那樣由大約400個零件組成。

消息人士稱，該技術(shù)是特斯拉首席執(zhí)行官馬斯克今年3月公布的“開箱式”制造戰(zhàn)略的核心，這是他在未來10年生產(chǎn)數(shù)千萬輛廉價電動汽車并仍能盈利的計劃的關(guān)鍵。盡管特斯拉表示，其“開箱式”制造涉及同時生產(chǎn)汽車的大型子組件，然后將它們組裝在一起，但模塊化組件的大小和構(gòu)成仍是猜測的主題。

其中兩名消息人士表示，特斯拉在部署這項一體壓鑄車身技術(shù)之后，研發(fā)新車的時間可以縮短到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。

美國工程公司Caresoft Global的總裁特里·沃喬斯基(Terry Woychowski)表示，如果特斯拉成功地將電動汽車的大部分底盤進(jìn)行了改造，它將進(jìn)一步顛覆汽車的設(shè)計和制造方式。曾在美國汽車制造商通用汽車(GM.US)工作了30多年的Woychowski表示：“這對汽車行業(yè)有著巨大的影響，但這是一項非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。鑄造非常難做，尤其是更大、更復(fù)雜的鑄件?！?/p>

這五名知情人士表示，一個單一的大框架——將前后部分與放置電池的中間底部結(jié)合起來——可以用于特斯拉的小型電動汽車，該公司的目標(biāo)是在本十年中期推出價格為2.5萬美元的電動汽車。

三位消息人士表示，特斯拉預(yù)計最早將于本月決定是否將該框架整體壓鑄成型，盡管即使他們繼續(xù)推進(jìn)，最終產(chǎn)品也可能在設(shè)計驗證過程中發(fā)生變化。

3D打印和工業(yè)用砂

特斯拉取得的突破集中在如何為大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)計和測試如此大的零件的巨型模具，以及如何將空心副框架與內(nèi)部肋骨結(jié)合起來，以減輕重量并提高耐撞性。這五名知情人士說，這兩項創(chuàng)新都是由英國、德國、日本和美國的設(shè)計和鑄造專家開發(fā)的，涉及3D打印和工業(yè)用砂。

到目前為止，由于“千兆鑄造困境”，汽車制造商一直回避鑄造更大的結(jié)構(gòu):制造1.5平方米或更大的零件的模具可以提高效率，但成本高昂，而且存在無數(shù)風(fēng)險。據(jù)一位鑄造專家說，一旦制作出一個大型金屬測試模具，在設(shè)計過程中進(jìn)行機(jī)械加工調(diào)整一次可能要花費10萬美元，或者重新制作一個模具可能需要150萬美元。另一個人說，一個大型金屬模具的整個設(shè)計過程通常要花費400萬美元左右。

消息人士稱，這被汽車制造商認(rèn)為是不可接受的，尤其是從噪音和振動、裝配和完成、人體工程學(xué)和耐撞性的角度來看，一種設(shè)計可能需要六次或更多的調(diào)整才能達(dá)到完美的模具。但消息人士稱，馬斯克從一開始就希望找到一種方法，將車身底部整體鑄造，盡管存在風(fēng)險。

為了克服這些障礙，特斯拉求助于用3D打印機(jī)用工業(yè)砂制作測試模具的公司。使用數(shù)字設(shè)計文件，被稱為粘合劑噴射器的打印機(jī)將液體粘合劑沉積在一層薄薄的沙子上，并逐漸建立一個模具，一層一層，可以壓鑄熔融合金。根據(jù)一個消息來源，砂型鑄造的設(shè)計驗證過程的成本是最低的，即使有多個版本，也只有金屬原型的3%。

這意味著特斯拉可以根據(jù)需要對原型進(jìn)行多次調(diào)整，使用Desktop Metal及其子公司ExOne等公司的機(jī)器，幾小時內(nèi)就能重新打印出一輛新原型。其中兩位消息人士表示，使用砂型鑄造的設(shè)計驗證周期只需兩到三個月，而金屬模具原型則需要6個月到一年。

特制合金

汽車車底的副車架通常是中空的，以減輕重量并提高耐撞性。目前，它們是通過沖壓和焊接多個零件在一起，在中間留下一個空白。為了鑄造帶有空心的子框架，特斯拉計劃在整個模具中放置由粘合劑噴射器打印的固體砂芯。一旦零件被鑄造，砂子被移除以留下空洞。

但是，盡管在設(shè)計過程和大型框架的復(fù)雜性方面實現(xiàn)了更大的靈活性，但仍有一個主要障礙需要清除。用于生產(chǎn)鑄件的鋁合金在砂型和金屬模具中的表現(xiàn)不同，經(jīng)常無法滿足特斯拉的耐撞性和其他屬性標(biāo)準(zhǔn)。

三位消息人士稱，鑄造專家通過配制特殊合金、微調(diào)熔融合金冷卻工藝，以及生產(chǎn)后的熱處理，克服了這一問題。一旦特斯拉對原型模具感到滿意，它就可以投資最終的金屬模具進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。

消息人士稱，特斯拉即將推出的小型車為其打造一個完整的電動汽車平臺提供了一個絕佳的機(jī)會，主要是因為它的底盤更簡單，特斯拉正在開發(fā)的一款小型汽車——一款是供個人使用的，另一款是自動駕駛車型——前面和后面都沒有很大的“懸挑”，因為沒有太多的引擎蓋或后行李箱。

然而，消息人士稱，如果特斯拉決定將車身底部鑄造成一個整體，它仍然需要決定使用哪種巨型壓鑄技術(shù)，而這種選擇也將決定汽車框架的復(fù)雜程度。知情人士表示，為了快速沖壓出如此大的車身部件，特斯拉將需要新的更大的千兆壓鑄機(jī)，其夾緊力將達(dá)到1.6萬噸或更高，這將帶來高昂的價格，并可能需要更大的廠房。

五位消息人士中有三位表示，壓力機(jī)使用高夾緊功率的一個問題是，它們無法容納制造空心副框架所需的3D打印砂芯。知情人士表示，特斯拉可以通過使用一種不同類型的壓力機(jī)來解決這些障礙，這種壓力機(jī)可以緩慢地注入熔融合金——這種方法往往可以生產(chǎn)出更高質(zhì)量的鑄件，并且可以容納砂型芯。

但這個過程需要更長的時間。其中一名知情人士表示:“特斯拉仍然可以選擇高壓來提高生產(chǎn)率，也可以選擇慢速合金注入來提高質(zhì)量和多功能性。在這一點上，這仍然是一個擲硬幣的決定?！?/p>