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2018年底的一天,马斯克在特斯拉工程总部摆弄一辆Model S汽车模型,并习惯性地拆解了它。 他发现里面甚至还有悬挂系统,而且整个车底都是用一整块金属压铸而成的。
特斯拉的一体式压铸“拆箱流程”
那天团队开会时,马斯克拿出汽车模型,放在白色会议桌上,问道:“为什么我们不能这样做?”
这就是最新《埃隆·马斯克传记》中提到的一体式压铸工艺的由来。 因为一个小型汽车模型的拆解,汽车工业的制造流程开始被颠覆,甚至被形容为“第三次制造革命”。
如今,特斯拉的一体式压铸已经从1.0时代发展到2.0时代,包括它的“开箱过程”(图)。
即便极氪智能科技副总裁赵春林直接“公开”特斯拉的一体式压铸件,向外界表示特斯拉的一体式压铸件根本无法与极氪的品质相媲美,这几乎违反了特殊要求。 这只是新罗的确认。
毕竟,一体式压铸的实际操作是由特斯拉首先使用并广泛宣传的。 而且,问题在于,一体式压铸已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,无疑是这项技术发展的最大推动力。
一体式压铸军备竞赛
归根结底,颠覆性地使用一体式压铸是特斯拉对汽车行业参与者的警告。 在智能电动时代,我们只能是领导者,而不能是追随者。
我们看到,此次特斯拉的一体式压铸2.0技术突破集中在两大领域:一是巨型模具的设计与测试,应对大尺寸零部件的量产;二是巨型模具的设计与测试,以应对大尺寸零部件的量产; 另一种是带有内部加强筋的压铸空心框架,旨在减轻重量,同时提高耐撞性。
这两项创新的秘密在于它们对 3D 打印和工业砂的突破性使用。 更重要的是,3D打印技术可以将汽车零部件的开发周期从45天缩短到1至7天。 例如,德国IAPT研究所成功打印了一种门铰链,其比同类铣削产品轻35%,成本也更低。 减少 50%。
不得不佩服马斯克的“第一原理”脑回路。 他转向一家使用 3D 打印机和工业砂来制造测试模具的公司。 设计完模具数据后,这台 3D 打印机将液体粘合剂逐层沉积在薄薄的沙层上,以创建可用于铸造熔融合金的模具。
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尽可能多的调整,并使用 Metal 及其子公司 ExOne 等公司的 3D 打印机在几个小时内重新打印出新的模具原型。
据悉,砂型铸造模具原型的设计验证周期只需两到三个月,而金属模具原型则需要六个月到一年。 因此,新技术的应用所节省的成本就更大了。
据国外铸造专家介绍,制作一个大型金属试模后,调整一项加工工艺需要花费10万美元,而重新制作整个模具的成本可能高达150万美元。
另一位专家表示,大型金属模具的设计过程通常花费约400万美元。 特斯拉利用“第一原理”解决了这个问题。
此外,正如业内人士所说,特斯拉在一体式压铸车身技术上的突破,可以将几乎所有复杂电动汽车的底部压铸成一个整体,打造特斯拉的新技术护城河,从而缩短新车的开发时间。 18至24个月,目前汽车制造商开发新车通常需要3至4年的时间。
此前,由于行业存在“一体化压铸模具困境”,汽车制造商对铸造大型结构件一直持谨慎态度。 不过,马斯克并不关心这些。 只要他觉得可行,他就会勇于尝试、犯错误,直到成功。
“其实整个行业都是这样。首先,马斯克使用了某种技术,然后大家质疑它,然后马斯克做出来,最后大家迅速效仿。” 我的朋友在聊天时提到了这种情感,对于一体式压铸件尤其如此。
如今,一大批传统汽车企业,包括丰田、通用、福特等,都开始研发一体化压铸技术。 新一轮科技军备竞赛不可避免。
就连顽固的丰田公司也在9月份向媒体透露了其开发的一项技术,该技术可以在大约三分钟内将三分之一的车身模制成一个整体。 在丰田安艺工厂(爱知县三好市),高约6米、宽约7米、深约15米的“一体化压铸()”设备的试制机展示了一体化压铸技术。压铸。
此前的工序涉及多达86个零件、33道工序,耗时数小时。 如今,仅需不到十分钟,一个流程,一个零件。 而丰田计划进一步缩短时间,将流程缩短至3分钟左右。 2022年9月,丰田生产第一批试制产品时,模具更换大约需要一天时间。 现在,模具更换大约20分钟即可完成。
丰田计划于2026年投放市场的纯电动汽车将车身分为前、中、后三部分。 后部和前部将采用集成压铸技术制成。
预计车身前部的生产工序将从91个零件、51道工序减少到1个部件、1道工序。 总体目标是,丰田在2030年销售350万辆纯电动汽车的目标下,力争将装配工序和投资减少一半。
正如我在2020年文章《对抗什么,特斯拉的“锻造方法”》中所写,不仅仅是“软件定义汽车”,还要在“看不见的地方”努力。 这是最强大的东西。 以及最强大的对手。
姬氪为何生气?
再说极氪智能科技副总裁赵春林生气的事。
9月15日,赵春林在微博上直接对比了极氪和特斯拉相关的一体式压铸件,并表示像特斯拉这样的一体式压铸件质量不可能出自极氪工厂。 而且,天机氪还正式发布了一体式压铸的最新进化成果——全球首款中段一体式压铸蜻蜓结构。
技术细节方面,与传统焊接相比,中段一体式压铸蜻蜓结构减少了16个结构件、66个连接点,实现整车减重7%,平均提升座椅安装点刚度为18%。 而且,这种中段一体式压铸蜻蜓结构,在极氪001 FR量产后,也将逐步搭载在其他车型上。
据介绍,极氪009的一体式压铸尾部铝制车身长1米,宽1.6米,体积比特斯拉大很多。 采用这项技术后,姬氪009消除了近800个焊接点,减少了80多个零件,重量减轻了16%。 整个车身变得更轻的同时,消除了各部件焊接时潜在的故障率。
也就是说,一体式压铸机身给极氪自身的制造竞争力带来了巨大的提升。 而且,从维护的角度来看,毫无疑问,极氪009目前的一体式压铸技术对于未来的维护比特斯拉更加友好。
不过,如此“肉搏”特斯拉,正如业内人士判断的那样,“这并不意味着极氪已经领先于特斯拉”。
一方面,特斯拉在中国使用的压铸机更加注重效率和成本控制,尽快生产出可用的成品,这是其巨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位的压铸机,并拥有自己的先进技术。
据赵春林介绍,极氪智能工厂建成了首条大型一体化压铸L4智能生产线,采用了目前国内主机厂生产的最大吨位的7200T压铸机,比特斯拉高出1100吨。目前已投入生产。
不过,据近期报道,特斯拉开发了一台产能为6000吨至9000吨的巨型压铸机,用于一体压铸Model Y的前后车架结构。
因此,无论赵春林如何表达不满,正如业内人士所说,特斯拉在新能源汽车行业的领先地位暂时不会被轻易超越。
当然,毫无疑问,像姬氪这样的技术进步会给特斯拉带来一定的挑战。
国内厂商通过引进国外先进技术和合作研发,不断提高生产能力和产品质量。 未来几年,随着集成压铸技术的普及及其应用范围的扩大,国内厂商有望获得更大的市场份额。 分享。
据中信证券预测,2027年将出现12000吨至15000吨的压铸机应用。
当然,除了极氪009之外,一体化压铸产业链在国内也有成熟的技术应用。 随着产业链布局日趋完善、市场主体增多,全产业链布局与合作的趋势日益明显。
例如,2022年7月,长安汽车宣布加入这一趋势,2023年1月,其首个一体化压铸件成功下线。 据保守估计,从布局到结构件下线需要6至8个月的时间。
蔚来ET5从第一款一体化压铸产品下线到第一批预生产经历了近9个月的时间。 业内预计,从布局到量产需要15至17个月的时间。
据统计,至少有10家车企正在积极筹划。 甚至预测,2024~2025年有望成为一体化压铸渗透率快速提升的关键一年。 除特斯拉和蔚来外,其他车企也将为市场带来约50万至125万辆的增量。
我该怎么说呢? 马斯克无意中玩了一个玩具车模型。 这种“蝴蝶效应”最终颠覆了汽车工业的制造流程。 特斯拉的创新技术给汽车行业带来了巨大的变化和发展。
对于从业者来说,我们还是应该感谢马斯克。