第三财经网 2024-11-18 18:32 893
据外媒援引五位知情人士消息称，特斯拉已在一体化压铸上取得技术突破，这将是特斯拉在未来十年生产数千万辆平价电动汽车、实现盈利计划的关键所在。
通过这项突破，特斯拉可以将电动汽车的几近所有复杂车身底部零件压铸成一个整体，而非仅压铸约400个零部件。
据悉，这一新技术是特斯拉“开箱工艺（Unboxed Assembly Process）”组装系统的核心——特斯拉3月公布该组装系统时曾表示，其将用于支持生产低价车型，预计可以将电动汽车的生产成本降低50%，并将工厂空间减少40%。
消息人士指出，有了这项新技术，特斯拉可以在18-24个月内，从头开始开发一款汽车，而目前其大多数竞争对手可能需要3-4年时间。
特斯拉一直在筹划推出一款25000美元的小型电动汽车。而本次报道指出，该车型或将使用一个超大型铸件框架，将车头、车位、车身底部（电池放置处）结合在一起。预计特斯拉最快将在本月决定是否这么做，最终产品也可能在设计验证过程中发生变化。
美国工程公司Caresoft Global总裁Terry Woychowski认为，若特斯拉能一体化压铸大部分底盘零部件，则将进一步颠覆汽车的设计和制造方式。“这是一项极为有力的推动器，对整个行业都有着巨大影响。但这也是一项极具挑战性的任务，铸件非常难做，尤其是越大越复杂的铸件。”
▌3D打印、工业用砂与定制合金
本次特斯拉取得的突破主要在于两个方面：其一是如何设计和测试用于大规模生产的巨型模具；其二是铸件如何将带有内部肋的空心副车架结合起来，以减轻重量并提高耐撞性。
这两项创新由多国设计铸造专家联合开发，涉及使用3D打印、工业用砂及定制合金。
实际上，对于汽车制造商而言，“一体化压铸更大的部件”一直是一项难题：制造更大的模具的确可以提高效率，但成本昂贵，并带来无数风险。
一位铸造专家表示，一旦制作出大型金属测试模具，设计过程中每调整一次机械加工，便可能会花费10万美元，而完全重做模具可能会花费150万美元。另一位人士则表示，大型金属模具的整个设计过程通常需要花费约400万美元。因此，大多数汽车制造商对此望而却步。因为从噪音及震动、装配及表面处理、人体工学及耐撞性等方面来看，可能至少需要六次调整，才能设计出完美模具。
尽管风险与困难重重，但消息人士指出，马斯克最初的愿景，便是找到一体化压铸整个车身底部的方法。
为此，特斯拉求助于那些使用3D打印及工业用砂制作测试模具的公司，通过数字设计文件，用粘合剂喷射机将液体粘合剂沉积到薄薄的砂层上，逐层构建可以压铸熔融合金的模具。
一位消息人士称，即使有多个版本，砂型铸造的设计验证过程成本也极低，仅为金属原型的3%——这意味着，特斯拉可以根据需要多次调整原型，并在几个小时内重新打印出一个新原型。
成本优势是一方面，另一方面，使用砂型铸造后，设计验证周期仅需2-3个月，而金属模具原型则需要6-12个月。
此外，汽车底盘的副车架通常是空心的，以减轻重量并提高耐撞性。为了铸造空心副车架，特斯拉计划将由粘合剂喷射机打印的实心砂芯放置在整个模具内，待零件压铸完成后，将砂芯去除、留下空隙。
但在这一过程中，由于原用于生产铸件的铝合金在砂模和金属模中的表现不同，无法达到特斯拉的耐撞性等标准。因此，铸造专家们通过制作定制合金克服了这一问题。
一旦特斯拉敲定原型模具，便可以投资制造最终的金属模具，用于大规模生产。
▌特斯拉新车型提供绝佳使用机会 多车企已跟进一体化压铸
目前特斯拉正在开发两种小型汽车：一种供个人使用，另一种为Robotaxi。消息人士指出，它们的车身底部构造都较为简单，也为特斯拉新技术提供了一个绝佳的使用机会。
当然，如果特斯拉确定将一体化压铸车身底部，便必须决定使用那种压铸机，而这一选择也将决定汽车框架的复杂程度——为了快速压铸这么大型的部件，特斯拉需要新的、更大的压铸机，锁模力需要达到或超过16000吨，其价格更为高昂，且可能需要更大的厂房空间。
然而，高锁模力却无法容纳制造空心副框架所需的3D打印砂芯。知情人士表示，特斯拉可以通过使用不同类型的压铸机来解决这一问题。这种方法可以将熔融合金缓慢注入，在容纳砂芯的同时，还往往会生产出更高质量的铸件；但这一过程需要耗费更多时间。
一直以来，特斯拉都是一体化压铸的坚实拥簇者与实践者。根据公司公布的信息，采用一体压铸技术后，Model Y原方案的80个冲压焊接零件可集成为一个铸件，并实现40%降本、10%减重。
值得注意的是，之前追随特斯拉加入一体化压铸队伍的，大多是蔚来、小鹏、理想等一众新能源车企，传统车企身影寥寥。如今除了丰田，通用汽车、现代汽车、沃尔沃汽车等也开始谋划采用这一技术。
落实到整体产业链上，国泰君安认为，上游由免热处理铝合金材料、压铸机和压铸模具组成，一体化压铸模具毛利率40%，净利率20%，单环节利润最高，技术壁垒最高，格局分散；中游为第三方压铸厂和自建产线的整车厂，该环节竞争激烈，少数具有核心优势的铝铸件供应商占据大部分中高端车型的配套市场；下游则直接对接主机厂。
民生证券也指出，一体压铸产品有望从后底板产品拓展至前舱、中底板、电池托盘等相关零部件，建议关注爱柯迪、旭升集团、万丰奥威、瑞鹄模具、美利信、嵘泰股份、博俊科技、多利科技、祥鑫科技、华达科技、文灿股份、广东鸿图、立中集团、力劲科技、伊之密、星源卓镁、合力科技。
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