《科創(chuàng)板日報》9月15日訊（編輯 鄭遠方）據(jù)外媒援引五位知情人士消息稱，特斯拉已在一體化壓鑄上取得技術(shù)突破，這將是特斯拉在未來十年生產(chǎn)數(shù)千萬輛平價電動汽車、實現(xiàn)盈利計劃的關(guān)鍵所在。
通過這項突破，特斯拉可以將電動汽車的幾近所有復(fù)雜車身底部零件壓鑄成一個整體，而非僅壓鑄約400個零部件。
據(jù)悉，這一新技術(shù)是特斯拉“開箱工藝（Unboxed Assembly Process）”組裝系統(tǒng)的核心——特斯拉3月公布該組裝系統(tǒng)時曾表示，其將用于支持生產(chǎn)低價車型，預(yù)計可以將電動汽車的生產(chǎn)成本降低50%，并將工廠空間減少40%。
消息人士指出，有了這項新技術(shù)，特斯拉可以在18-24個月內(nèi)，從頭開始開發(fā)一款汽車，而目前其大多數(shù)競爭對手可能需要3-4年時間。
特斯拉一直在籌劃推出一款25000美元的小型電動汽車。而本次報道指出，該車型或?qū)⑹褂靡粋€超大型鑄件框架，將車頭、車位、車身底部（電池放置處）結(jié)合在一起。預(yù)計特斯拉最快將在本月決定是否這么做，最終產(chǎn)品也可能在設(shè)計驗證過程中發(fā)生變化。
美國工程公司Caresoft Global總裁Terry Woychowski認為，若特斯拉能一體化壓鑄大部分底盤零部件，則將進一步顛覆汽車的設(shè)計和制造方式。“這是一項極為有力的推動器，對整個行業(yè)都有著巨大影響。但這也是一項極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，鑄件非常難做，尤其是越大越復(fù)雜的鑄件?！?/p>
01
3D打印、工業(yè)用砂與定制合金
本次特斯拉取得的突破主要在于兩個方面：其一是如何設(shè)計和測試用于大規(guī)模生產(chǎn)的巨型模具；其二是鑄件如何將帶有內(nèi)部肋的空心副車架結(jié)合起來，以減輕重量并提高耐撞性。
這兩項創(chuàng)新由多國設(shè)計鑄造專家聯(lián)合開發(fā)，涉及使用3D打印、工業(yè)用砂及定制合金。
實際上，對于汽車制造商而言，“一體化壓鑄更大的部件”一直是一項難題：制造更大的模具的確可以提高效率，但成本昂貴，并帶來無數(shù)風(fēng)險。
一位鑄造專家表示，一旦制作出大型金屬測試模具，設(shè)計過程中每調(diào)整一次機械加工，便可能會花費10萬美元，而完全重做模具可能會花費150萬美元。另一位人士則表示，大型金屬模具的整個設(shè)計過程通常需要花費約400萬美元。因此，大多數(shù)汽車制造商對此望而卻步。因為從噪音及震動、裝配及表面處理、人體工學(xué)及耐撞性等方面來看，可能至少需要六次調(diào)整，才能設(shè)計出完美模具。
盡管風(fēng)險與困難重重，但消息人士指出，馬斯克最初的愿景，便是找到一體化壓鑄整個車身底部的方法。
為此，特斯拉求助于那些使用3D打印及工業(yè)用砂制作測試模具的公司，通過數(shù)字設(shè)計文件，用粘合劑噴射機將液體粘合劑沉積到薄薄的砂層上，逐層構(gòu)建可以壓鑄熔融合金的模具。
一位消息人士稱，即使有多個版本，砂型鑄造的設(shè)計驗證過程成本也極低，僅為金屬原型的3%——這意味著，特斯拉可以根據(jù)需要多次調(diào)整原型，并在幾個小時內(nèi)重新打印出一個新原型。
成本優(yōu)勢是一方面，另一方面，使用砂型鑄造后，設(shè)計驗證周期僅需2-3個月，而金屬模具原型則需要6-12個月。
此外，汽車底盤的副車架通常是空心的，以減輕重量并提高耐撞性。為了鑄造空心副車架，特斯拉計劃將由粘合劑噴射機打印的實心砂芯放置在整個模具內(nèi)，待零件壓鑄完成后，將砂芯去除、留下空隙。
但在這一過程中，由于原用于生產(chǎn)鑄件的鋁合金在砂模和金屬模中的表現(xiàn)不同，無法達到特斯拉的耐撞性等標準。因此，鑄造專家們通過制作定制合金克服了這一問題。
一旦特斯拉敲定原型模具，便可以投資制造最終的金屬模具，用于大規(guī)模生產(chǎn)。
02
特斯拉新車型提供絕佳使用機會 多車企已跟進一體化壓鑄
目前特斯拉正在開發(fā)兩種小型汽車：一種供個人使用，另一種為Robotaxi。消息人士指出，它們的車身底部構(gòu)造都較為簡單，也為特斯拉新技術(shù)提供了一個絕佳的使用機會。
當(dāng)然，如果特斯拉確定將一體化壓鑄車身底部，便必須決定使用那種壓鑄機，而這一選擇也將決定汽車框架的復(fù)雜程度——為了快速壓鑄這么大型的部件，特斯拉需要新的、更大的壓鑄機，鎖模力需要達到或超過16000噸，其價格更為高昂，且可能需要更大的廠房空間。
然而，高鎖模力卻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不同類型的壓鑄機來解決這一問題。這種方法可以將熔融合金緩慢注入，在容納砂芯的同時，還往往會生產(chǎn)出更高質(zhì)量的鑄件；但這一過程需要耗費更多時間。
一直以來，特斯拉都是一體化壓鑄的堅實擁簇者與實踐者。根據(jù)公司公布的信息，采用一體壓鑄技術(shù)后，Model Y原方案的80個沖壓焊接零件可集成為一個鑄件，并實現(xiàn)40%降本、10%減重。
值得注意的是，之前追隨特斯拉加入一體化壓鑄隊伍的，大多是蔚來、小鵬、理想等一眾新能源車企，傳統(tǒng)車企身影寥寥。如今除了豐田，通用汽車、現(xiàn)代汽車、沃爾沃汽車等也開始謀劃采用這一技術(shù)。
落實到整體產(chǎn)業(yè)鏈上，國泰君安認為，上游由免熱處理鋁合金材料、壓鑄機和壓鑄模具組成，一體化壓鑄模具毛利率40%，凈利率20%，單環(huán)節(jié)利潤最高，技術(shù)壁壘最高，格局分散；中游為第三方壓鑄廠和自建產(chǎn)線的整車廠，該環(huán)節(jié)競爭激烈，少數(shù)具有核心優(yōu)勢的鋁鑄件供應(yīng)商占據(jù)大部分中高端車型的配套市場；下游則直接對接主機廠。
民生證券也指出，一體壓鑄產(chǎn)品有望從后底板產(chǎn)品拓展至前艙、中底板、電池托盤等相關(guān)零部件，建議關(guān)注愛柯迪、旭升集團、萬豐奧威、瑞鵠模具、美利信、嶸泰股份、博俊科技、多利科技、祥鑫科技、華達科技、文燦股份、廣東鴻圖、立中集團、力勁科技、伊之密、星源卓鎂、合力科技。