半分钟造一辆车:特斯拉的这项绝技,蔚小理也想要(2)

2022-05-26 15:12     虎嗅APP

然而,一体式铸造这项工艺,如今在汽车产业开始得到复兴,其 " 始作俑者 " 便是特斯拉。

让我们把目光回溯到一年半之前。在 2020 年 9 月 22 日的特斯拉电池日上,马斯克宣布 Model Y 将采用一体式压铸制造地板总成。而在去年,上海工厂采用一体式压铸工艺生产的 Model Y 就交付给了中国消费者。而在最新的得州工厂里,8000 吨级的一体式压铸机可以直接制造出 Model Y 的前后两段式的车身。

对于订单接不过来的特斯拉而言,一体式压铸的好处非常明显,在前文提到的缩短工时和降低成本便是最重要的一个。关注汽车产业的朋友肯定了解,一座汽车工厂一般分为四大工艺车间,即冲压、焊接、涂装、总装。其中,冲压是唯一一个在工厂里进行零件制造的环节。冲压机将各类钢材按照车身工程图纸制作成各类形状,之后在焊接车间中将各类零件焊接成白车身。在这其中,有几个问题始终困扰着汽车厂商。

首先,一辆车的车身所需零部件相当多,动辄超过 500 个。每种零件都需要匹配相应的模具、夹具、机械臂、流水线乃至物流体系,其中环节不计其数,成本耗资巨大。尤其是生产模具的费用,就是一辆车成本的大头。其次,庞大的车身零部件数量,同样会带来数量众多的焊接点。还是以特斯拉 Model Y 为例,其后车身原本有 700-800 个焊接点,需要匹配漫长的流水线和焊接机械臂,导致平均一个件的生产周期动辄高达 2 个小时。

最后,数量众多的零部件也会对零件匹配造成困难。在传统车企,工程人员需要耗费大量时间和资源制造进行试生产,并使用测试车进行虚拟仿真以及实际路测。以上这些原因都会拉长一辆车的生产周期,而这对一款正在受到热捧的产品而言是致命的。

力劲科技旗下的意德拉(IDRA)公司推出的超级压铸机

更重要的是,漫长的生产线也会带来工人薪酬的压力。目前主流的车企焊接车间单班工人需要 200-300 人,双班工作则需要工人翻倍。无论在国外还是国内,产业工人的薪酬水平都在逐年上升。更何况在我国,招工难已经成为了日益困扰制造业发展的关键因素。

此外在环保层面,传统的四大工艺正在为车企的碳中和目标增加挑战。冲压工艺本质上属于传统机加工范畴,其中的落料、冲孔、切边等工序都会产生废料造成浪费。而这些废料要重新利用,必须送回原料厂进行回炉,其中还要牵扯到物流车的排放问题。

这时候,特斯拉一体式压铸技术就显得尤为好用。正如前文所言,一体式压铸能够大幅削减零件数量并缩短制造工期。目前 Model Y 的后底板压铸工序的生产时间为 45 秒,而马斯克为得州工厂的规划产能是每年 1000 万辆,也就是说届时每半分钟就有一辆车下线。而在减少焊接点方面,得州工厂生产的 Model Y 仅有 50 个。而焊接车间的工人,也可以减少至 20-30 人,相比之前减少了 90%。

而在材料回收方面,一体式压铸可以让加工中的废料得到直接利用。传统制造工艺下,白车身用料复杂,原材料回收利用率低。以宝马 7 系为例,其用料既有传统的钢,又有比例越来越大的铝合金以及碳纤维。由于在制造白车身时混合使用多种材料,因此每一个零件的种类(钢、铝)、牌号、金属元素的含量都存在差异。一旦在过程中存在品控问题导致部分零件或整个白车身报废,废料只能用作炼钢炼铝的原材料,而无法直接整体回炉制造新产品。而特斯拉的一体压铸只使用一种材料,全铝车身的材料回收利用率可以达到 95% 以上。由于一体式压铸零部件是由金属液一次充型完成的,因此其材料单一,回收时可直接将废料融化制造其他产品,这就保证了白车身制造过程中极高的原材料回收利用率。

更重要的是,一体式压铸工艺对零部件数量的缩减还有利于提升零部件匹配以及整车开发周期。当前,车辆的零部件要进行彼此匹配,车企要通过模拟和试制来确定公差范围,确保最终的良品率。一般来说,这个时间动辄长达 6 个月。而借助一体式压铸工艺带来的零部件结构优化和数量减少,这个时间有望被压缩到 1 至 2 个月内。

显然,一体式压铸的这些优势对于苦于降低成本,并提升生产和产品迭代速度的造车新势力们来说可谓 " 未来科技 "。更重要的是,经过特斯拉的实际验证,该技术已经日益成熟并走向了大规模应用阶段。

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