撰文 / 馬曉蕾
編輯 / 吳 靜
設計 / 師 超
來源 / Autonews,The Verge作者:Umar Shakir
“年產汽車2000萬,生產成本減半?!瘪R斯克在今年3月份的投資者日上公布了這個雄心勃勃的計劃。
這一次,他把寶壓在了“千兆鑄造”(gigacasting)上。從單件鑄件開始,只給需要噴漆的部件噴漆,然后一次性組裝其余部件,從而加快了汽車制造速度,實現“開箱即用”(unboxed)。
特斯拉Model Y已經使用了一種大規模超高壓壓力機,原來由70多個零件沖壓、焊接而成的Model Y后車架,在不到2分鐘內被這個龐然大物化零為整,一體壓鑄而成。馬斯克稱,該項技術可以降低20%的成本,節省30%的空間。
一些專家認為,與其他汽車制造商的工廠相比,這種工藝已經非常高效,并具有經濟性。但據五位熟悉特斯拉的人士說,這項技術突破很可能會改變其制造電動汽車的方式。
據知情人士透露,新工藝可以將原本需要大約400個零件的車身底部壓鑄成一個整體。其中兩位消息人士稱,新設計和制造技術意味著該公司可以在一年半至兩年內從零開始開發一輛汽車,而目前大多數汽車制造商需要三至四年的時間。
特斯拉計劃在2025年推出售價為25000美元的小型電動車。五位知情人士稱,這款小型電動車可能會使用一個大型框架,將車頭和車尾部分與中間的車身底部(放置電池的地方)連成一個整體。
三位消息人士稱,特斯拉預計最快將于9月份決定是否對該平臺進行整體壓鑄,不過即使他們繼續推進,最終產品也可能在設計驗證過程中發生變化。
3D打印和砂
鑄件非常難做,尤其是越大越復雜的鑄件。
特斯拉取得的突破主要集中在如何設計和測試用于大規模生產的巨型模具,以及如何在鑄件中加入帶有內部肋條的空心副車架,以減輕重量并提高耐撞性。
一般情況下,汽車車身是將部件焊接在一起,然后留下一個中空的副車架,以便在發生碰撞時從結構上保護汽車。
特斯拉的秘密新技術始于一種更新的模具制造工藝,消息人士透露,該工藝使用了3D打印和工業用砂。該公司計劃使用一種新模具,在一次鑄造中完成,這種模具內部包含3D打印的實心砂芯。鑄造完成后,砂芯被移除,留下相同的空心副車架,無需將部件焊接在一起。
在制作熔融金屬模具時,如果將其放大到汽車的尺寸,做一些簡單的調整就可能要花費數百萬美元,因此汽車制造商一般都不愿采用這種方法。
但是,特斯拉正在使用一種新的砂型技術,這種技術可以一層一層地建造鑄模,而且更容易在鑄模之后進行改動。據路透社報道,用于生產鑄件的鋁合金的性能并不盡如人意,但鑄造專家改變了合金配方,并對冷卻和熱處理工藝進行了微調,使其能夠正常工作。
美國工程公司 Caresoft Global 總裁特里·沃伊喬斯基(Terry Woychowski)說,如果特斯拉能夠實現電動汽車車底的千兆鑄造,那么它將進一步顛覆汽車的設計和制造方式。
“它對整個行業有著巨大的影響,但這是一項非常具有挑戰性的任務?!痹诿绹ㄓ闷嚬竟ぷ髁巳嗄甑奈忠羻谭蛩够f。
最后的難題
據報道,新的鑄造技術已進入開發尾聲,但也存在一些新的障礙。
消息人士稱,如果特斯拉決定整體鑄造車身底部,那么它仍需決定使用哪種壓力機,而這一選擇也將決定汽車車架的復雜程度。
消息人士表示,為了快速生產出如此大型的車身部件,特斯拉將需要新的更大的壓力機,壓力可達16000噸或更高,這將帶來高昂的價格,而且可能需要更大的廠房。
使用高壓力的壓力機存在一個問題,那就是無法容納制造空心副車架所需的3D打印砂芯。消息人士說,特斯拉可以通過使用一種新類型的壓力機來解決,這種壓力機可以緩慢地注入熔融合金,這種方法往往可以生產出更高質量的鑄件,而且可以容納砂芯。但這會使生產過程變慢。
其中一位人士說:“特斯拉仍然可以選擇高壓來提高生產率,也可以選擇慢速合金注射來提高質量和多功能性。這仍然是一個不確定的問題?!?/p>
如果特斯拉能解決最后這一步,這可能是加快裝配線流程的關鍵。
然而,該技術要在汽車領域大范圍應用仍存在一些挑戰。壓鑄機和壓鑄模具都不便宜,如果沒有大批量生產帶來的規模效益,汽車制造商可能很難承擔其綜合成本。