造車像做玩具一樣簡單 聊特斯拉一體壓鑄工藝
【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】本月初,特斯拉官方公布了上海超級工廠大型壓鑄機(jī),至此,美國加州弗里蒙特工廠、得克薩斯州奧斯汀超級工廠,以及德國柏林工廠、中國上海超級工廠四座整車工廠都已安裝超大型壓鑄機(jī),用以生產(chǎn)Model Y(詢底價|查參配)一體成型的后底板。
大型壓鑄機(jī)將Model 3后底板所需的70個零部件,通過一體壓鑄,在Model Y上只需要2個零件,未來甚至?xí)蠟橐患?,引?a class="cmsLink" target="_blank">特斯拉CEO埃隆-馬斯克(Elon Musk)的話來說,這將是“汽車車身工程的一場革命”。一體壓鑄到底是怎樣的技術(shù),相比傳統(tǒng)汽車制造究竟有哪些優(yōu)勢,文章將為你詳細(xì)展開。
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Model Y是特斯拉首次嘗試使用一體壓鑄結(jié)構(gòu)件的車型,可以看做是特斯拉對更多車身零部件整合的一個開端,一個嘗試。選擇在后底板位置進(jìn)行零件整合壓鑄,在當(dāng)前6000噸壓鑄機(jī)的制造條件下,只能保證這樣體積的一體鑄造零件,在今后擁有更高壓力的壓鑄設(shè)備后,鑄件體積肯定會進(jìn)一步增加。有準(zhǔn)確消息是,特斯拉將引進(jìn)8000噸級的壓鑄設(shè)備,很快就打破了自己6000噸的記錄,到時可以一體壓鑄更大體積的零部件。另外,選擇后底板進(jìn)行壓鑄,很大原因是這個部位碰撞受損的幾率小,這個部位為傳統(tǒng)汽車油箱的位置,這里如果有大的損傷,基本也離整車報廢不遠(yuǎn)了。一體成型相比零部件焊裝有著更強(qiáng)的整體剛性,在這個部位采用,底盤操控剛性能得到更好的兼顧。
這臺一體式壓鑄機(jī)名叫GigaPress,由中國品牌力勁科技生產(chǎn),壓鑄機(jī)重達(dá)410噸,相當(dāng)于一架大型飛機(jī)的重量,占地面積僅約100平方米(壓鑄機(jī)長寬高分別為19.5米、5.9米、5.3米),它可以將傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)所需沖壓焊裝的70余個零件,以及超過1000余次的焊接工序,經(jīng)過這臺機(jī)器,一次壓鑄即可得到成品。特斯拉官方給到的數(shù)據(jù)是,它將給Model Y省下20%的成本。2月3日,特斯拉又從從深圳力勁集團(tuán)采購了13臺6000噸壓鑄機(jī),將用于上海、弗里蒙特和柏林等工廠。
采用壓鑄技術(shù)后的Model Y,成本降低了20%,對于“20%”這個數(shù)據(jù),僅僅是平攤到每臺車的制造成本,如果是將其展開到整個上游零部件供應(yīng)鏈,所節(jié)省的成本可不僅僅“20%”這么簡單。
首先是生產(chǎn)的時間成本,當(dāng)前在特斯拉上海工廠平均兩分鐘下線一臺Model Y,而這臺大型壓鑄機(jī)一次壓鑄加工的時間不足兩分鐘,80-90秒即可完成,每小時能完成40-45個鑄件,一天能生產(chǎn)1000個鑄件。如果采用傳統(tǒng)加工工藝,沖壓加焊裝這70個零件組裝一個部件,至少需要兩個小時,必須多線并進(jìn),才能滿足生產(chǎn)節(jié)奏。
其次是生產(chǎn)線成本,汽車四大工藝,沖壓、焊裝、涂裝、總裝。在現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)成本框架下,除了沖壓成本比壓鑄低以外,其它各個環(huán)節(jié)都要比壓鑄高很多。傳統(tǒng)生產(chǎn)70個零部件,就按一個零部件用一套模具來算,也是70套模具,再算上生產(chǎn)線周邊的機(jī)器臂、傳輸線、各種夾具,成本肯定是非常龐大的一個數(shù)字。另外,一臺大型壓鑄機(jī)占地面積僅100平方米,根據(jù)埃隆-馬斯克的說法,采用大型壓鑄機(jī)后,工廠占地面積減少了30%。
人力成本也將很大程度降低,傳統(tǒng)汽車焊裝工廠投資大約10億元,同樣的投資成本換成一體壓鑄機(jī),以當(dāng)前售價估計可以換成三臺(隨著技術(shù)成熟,未來成本肯定會更低),而這三臺壓鑄機(jī)的生產(chǎn)效率肯定是高于現(xiàn)有傳統(tǒng)沖壓焊裝生產(chǎn)線的,國內(nèi)主流汽車工廠一個焊裝工廠大概配套200-300名生產(chǎn)線工人,采用一體壓鑄技術(shù)后,所需的技術(shù)工人至少能縮減到原來的十分之一。
大型壓鑄當(dāng)前還處于起步應(yīng)用階段,成本相對較高是肯定的,但就在這樣的高成本下,它仍給Model Y省下了20%的成本,足以見得大型壓鑄在應(yīng)用層面的可持續(xù)性,隨著鑄造技術(shù)的愈加成熟,對上游汽車制造產(chǎn)業(yè)鏈肯定是一個沖擊和洗牌的過程。
特斯拉一體壓鑄后底板為鋁合金材質(zhì),而在此之前,傳統(tǒng)汽車采用鋁合金材質(zhì)的車型,都有著非常高昂的后期維修成本,因?yàn)殇X合金件損壞了,只能換不能鈑金修復(fù)。此次特斯拉采用的后底板整合了原來70多個零部件,化整為零,一次小型碰撞原來只需要更換一兩個零部件的情況,在新的零件下,可能就需要整體更換,維修成本肯定是有相應(yīng)增加的。
如何看待這個問題,就當(dāng)前來看,特斯拉Model Y一體成型的后底板處于一個非常不容易碰撞到的部位,傳統(tǒng)汽車的油箱就布置在這部位附近,普通碰撞基本很難傷到這里。即使是碰撞到了,那也很大可能是后車追尾導(dǎo)致的,按照國內(nèi)交通法規(guī),后車追尾全責(zé),作為車主不需要有太多擔(dān)心。
放長遠(yuǎn)來看,特斯拉肯定是有將整個車身采用一體壓鑄方式來制造的可能性的,打開想象,在未來一體成型的整車上,輕微磕碰事故豈不是要換車了。小編覺得大可不必?fù)?dān)心,首先,特斯拉極力推動的輔助駕駛系統(tǒng),在未來肯定能極大程度避免交通事故的發(fā)生,也許在未來自動駕駛足夠智能的情況下,真的能做到“零”交通事故,那時車輛型態(tài)或許都會發(fā)生變化,現(xiàn)在傳統(tǒng)汽車研發(fā)的那些主被動安全系統(tǒng)、碰撞緩沖、各種氣囊,在未來某一天,直接就都不需要了。
推動智能駕駛是特斯拉一直在干的事情,而另一件重要的事,特斯拉通過優(yōu)化各生產(chǎn)環(huán)節(jié),不斷降低生產(chǎn)成本。特斯拉在此之前“火星移民計劃”,都有目標(biāo)將費(fèi)用降至10萬美元,我們還有什么理由不相信,未來一臺車的成本可以降到足夠足夠低,低到換一個車身大件就和普通修復(fù)所需的成本一樣。另外,車輛成本如果足夠低的話,車輛出現(xiàn)故障讓車輛回爐重造也將變成主流的解決方案。
國內(nèi)摩拜共享單車創(chuàng)始人在一次接受采訪時曾經(jīng)說過,他們有想過將旗下的共享單車做成一體成型的,這樣能極大程度降低車輛的投放成本以及后期的維護(hù)成本,投放出去的共享單車出現(xiàn)故障,直接回爐重造,這樣下來的維護(hù)成本可以比舊車維修更低。報廢重造比維修成本更高,在現(xiàn)階段稍稍有點(diǎn)違背常理,但只要生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的改變,這一切都將成為事實(shí)。
隨著大型壓鑄機(jī)的投入生產(chǎn),特斯拉之前所規(guī)劃的藍(lán)圖愈加清晰,未來特斯拉Cybertruck將使用8000噸級一體壓鑄設(shè)備,記錄不斷被自己打破,特斯拉與傳統(tǒng)汽車企業(yè)走在完全不同的競爭道路上,隨著時間與之拉開的差距越來越大。
現(xiàn)在,你還覺得特斯拉只是一個單純生產(chǎn)電動車的企業(yè)嗎?
(圖/文:太平洋汽車網(wǎng) 冷博文 攝:莫國星 部分圖片來自特斯拉官方及網(wǎng)絡(luò))
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