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马斯克和中企再联手,一体化压铸颠覆汽车制造,中企技术领先全球

特斯拉又降价了,这背后竟然还有中国企业的功劳?

是的,你没看错。特斯拉这次降价的幅度不少,原因也比较多,但是有一项科技也立了功,那就是一体化压铸技术

2020年,特斯拉的超级工厂装配了超大型一体化压铸机,这台机器长19.5米、高5.3米,有足球场大小,可以在2分钟制造出原先需要2小时的零部件,而且成本下降了40%。在效率和成本的双重作用下,特斯拉有底气进行大幅度降价。

所以它的出现让汽车巨头们大为震撼,此后这项技术彻底火了,蔚来、小鹏、理想等车企全都抓紧布局一体化压铸技术,就连大众、奔驰也不例外。

如果有哪一家没有相关技术的发展计划,它一定会被投资者慢慢抛弃,所以一体化压铸技是行业未来的大趋势,甚至被有些人称作:汽车制造的第三次革命。

很多人不知道的是,为特斯拉提供一体化压铸机的是中国企业,旭升、力劲、文灿等企业股价疯狂飙升,中国压铸企业也在发生革命性变化。

换句话说这是一场由特斯拉带头冲锋,中国制造企业殿后,其余车企一拥而上的资本狂欢,但是这项新的技术又被有些人称作资本泡沫。

那么问题来了:一体化压铸技术到底是啥?它到底是科技泡沫,还是一项可以改变汽车格局的技术?今天来说说特斯拉引领的这一项技术。

一体化压铸技术其实并不是什么新科技,甚至它的缺点也非常明显。

这项技术早在中国古代就有了,不过压铸的铸件没这么大,比如活字印刷,它的模具就是压铸出来的,简单来说就是将融化的金属液体注入模具当中,等金属液体冷却成固体的铸件就行了,所以压铸技术并不是什么新鲜事,发展到现在可以说是一个非常成熟的技术了。

而特斯拉一体化压铸技术的原理也差不多,只不过它压铸的铸件要大得多,它可以将数十个甚至上百个零部件压铸成一个更加大型的部件,所以才叫一体化压铸技术

也就是说,一体化压铸技术是在成熟工艺上,进行了材料和尺寸的升级,但是这样的升级其实问题也很大,因为一项成熟的的技术一旦材料和工艺发生变化,势必会影响到良品率。

特斯拉引领的一体化压铸技术也是如此,它们的良品率连一半都没达到。

以特斯拉位于格伦海德的超级工厂为例,这里压铸的产品合格率只有40%左右,每天都有大量铸件报废,尤其是设备调试的那段时间,工厂外面密密麻麻堆放着等待回收的铸件,数量之多让人感叹,所以这个工厂也被人叫做“铸件坟墓”

这是因为压铸大型一体化构件时,模具和液体会带有空气,很容易导致铸件内部有气泡,而且这个问题目前还很难解决,就像手机贴膜一样,贴的面积小还比较容易,但是贴的面积大了,就会有气泡进来。

一体化铸造技术也是如此,压铸的面积越大,良品率越低。

除此之外,尺寸越大也会引起变形和补液等问题,不论哪个环节出现问题,都会到影响良品率,说得直白一点,目前的一体化压铸技术还未真正成熟,它的良品率非常低,甚至一半都没到。

除了良品率低外,还有成本问题。

因为越大的铸件,就需要更大的一体化压铸机,但是这种压铸机的造价非常昂贵,即使是国产整套(含周边)下来也需要1亿元左右,如果是进口的价格还要飙升3-4倍。

但其实这还不是成本最大的地方,消费者的维护成本才是大头。

因为一体化压铸的材料是铝合金,屈服强度只有传统热成型钢的五分之一到十分之一左右,稍微大一点的碰撞就会让整辆车报废,如果要维修就需要更换整个一体化部件,相当于重新造一辆车了。

先前网上就有新闻报道说:一辆某品牌的车,撞到了一体化部件,结果维修费用高达20万元,而消费者购买车辆的费用也才20多万,这么高的成本让消费者很难接受,维修费用高,也会抬高保险的费用,对于新能源汽车的车主来说更是雪上加霜。

总的来说,这项非常火爆的技术,它的缺点也非常大,所以有些人也劝国产车企不要盲目跟风特斯拉。

那么问题来了,既然这项技术缺陷这么大,那么为啥特斯拉要拼命搞这个,国产车企为啥冒着失败的风险也要跟进呢?

这个问题其实很复杂,不同的人结论也不相同,有些人说为了成本,有些人说为了效率,还有些人说为了方便资本讲故事,我查了资料后,发现即使是马斯克自己,在不同的场合,他的答案也是不同的:成本、质量都有。

比如2021年时,他在和著名的汽车拆解专家桑迪-罗门(Sandy Munro)交流时,桑迪抱怨特斯拉的Model 3车身后面的结构缝隙很大,像东拼西凑的破布。

当时马斯克很尴尬,只能承认因为量产需要,所以品控没做好,然后他话锋一转就为Model Y打起广告,说它采用了一体化压铸技术,后车身可以不用焊接,不仅没有缝隙,而且还节省了很大的工序,意思就是质量好,而且效率高。

后来在一次媒体会上,马斯克也为一体化压铸做宣传,说它可以将几十个零部件整合在一起,成本缩减40%。

后来他又在推文上说:特斯拉正在尝试用巨型压铸机,尝试像造玩具一样造车。

所以对于马斯克来说:这项技术优点很多,只要有合适的机会,他就会为自家产品做宣传,很难说清到底是为什么。

这些答案也一直困扰着我,直到我重新回头去整理特斯拉的研发进程和遇到的问题时,我才逐渐清晰,这些答案确实都有,但都不是最根本的原因,归根到底还是为了新能源汽车的轻量化。

这就要从特斯拉如何推动汽车电动化开始说起。

马斯克主导的电动车的确引领了未来的趋势,但是新能源汽车被诟病的地方也非常多,其中里程数是绕不开的话题。

影响电动车里程数有两个因素,一个是电池的容量,还有一个是汽车的重量,电池大家应该比较熟悉,围绕着电池迭代已经进行过多次的科技竞争了,中国成为最大的赢家。

但大家并不知道的是,汽车的减重对于提高续航的重要性并不比电池低。

根据研究表明:新能源车减重10kg,电池的续航将提升2.5km,同时电池的成本也会降低。而电动汽车普遍比燃油车重,这是因为电动车搭载了多个电池组,这些电池组的重量基本都在400kg以上。

这也导致新能源汽车普遍比同车型的燃油车重得多,如果这部分重量能改进,电动车的里程数将再上升一个阶梯。

所以对新能源车来说减重是最主要的趋势,而且从它量产的那刻开始,就是车企必须面对的问题,至于解决方法一般有3种,一种是更换材料,一种是更换结构,还有一种是制造工艺升级,其中一体化压铸机就属于第三种。

这三种方法特斯拉都在尝试。

比如在2012年时,特斯拉的第一款量产轿车Model S就是在材料上做文章,传统燃油车为了安全,一般采用大量钢铁做零部件,而Model S则是采用高强度全铝合金做车身。

铝合金的密度是高强度钢的三分之一,但是强度并不输给钢材,所以用它造出来的车身,可以在保证安全的同时,降低车身40%的重量。

不过高强度铝合金的价格比较贵,是钢材的3倍以上,普通消费者承受不起,所以特斯拉并没有坚持用这个材料,在平民车型Model 3和Model Y的车身上采用铝钢混合。

用铝合金替换钢材的进程就变慢了。

到了2013年左右,特斯拉还对动力总成的结构下手,他们希望将电池系统的零部件进行缩减,减少配件减轻重量。

于是他们在全球为Model S寻找优质的供应商,其中中国压铸企业旭升公司在电池冷却系统的部件上脱颖而出。

当时的特斯拉属于汽车行业的新贵,Model S还没有诞生,销量并不是很大,但是旭升并没有轻视特斯拉,反而非常重视这项合作,他们用锻造技术,将2块电池冷却模块合成成一个,并且将样品结果呈现给特斯拉,特斯拉团队在看到样品时非常满意。

当年8月份,特斯拉采购副总裁亲自带队赶到中国,在考察旭升的规模后,与他们签订了十年的通用合同,旭升正式成为特斯拉的配件加工供应商。

2014年,特斯拉又邀请旭升进行更多的产品研发,此后两者合作项目扩展到变速箱箱体、悬挂、电动机、电池组外壳等零部件上,这些部件的重量低,安全性和良品率都比较高。

与旭升合作的成功也让特斯拉见识到了大型铸件的优势,尝到甜头的特斯拉开始酝酿更大型的一体化铸件。

汽车减重有四个领域,分别是车身、动力、内饰和底盘,车身和动力,特斯拉已经在Model S上布局了,而内饰轻量化则更偏向汽车零件上,所以这次他们瞄上了体积更大的车身底板。

2017年年底,特斯拉的Model 3开始量产,这款爆款车型当年卖了20多万辆,但是很快就陷入了产能噩梦,原定于每个月5000辆的产能,但现实却只能生产500辆。

马斯克被逼得把办公室搬到了工厂,但是生产线的问题依然还有很多,不是质量出现问题,就是速度提不出来,那段时光差点把马斯克和特斯拉逼上绝路,但是也让他对汽车生产的繁琐深恶痛绝。

在他的规划里,将来特斯拉应该像造玩具那样造车,于是研发一体化压铸技术的想法愈发强烈,但是想要完成一体化压铸技术就需要有对应的机器才行。

而且想要生产出底盘大小的压铸机必须是6000吨以上的压铸机才行,当时全球最大的压铸机也不过4500吨,想要寻找这样的厂家何其艰难。

2019年,特斯拉借助中国完成了产能的兑变,马斯克立马在在全球寻找合适的压铸企业,结果找来找去,最终的目光还是落到了中国压铸企业身上,不过这次的合作对象换成了:力劲集团。

当然这次合作并不是等着特斯拉找上门的,而是力劲自己争取来的。

当时的特斯拉选择的有中外几家企业,比如瑞士布勒、德国富来、以及中国的几家大型压铸企业等,那时中国企业的竞争力并不是最强的。

因为在基础材料领域,我国一直备受质疑,外企不管在口碑,还是价格上都会比我们高,在压铸行业上也是如此。

布勒和富来口碑好,在业内是公认技术积累最强,压铸精度最高的企业,而中国力劲集团虽然占有全球压铸机40%的市场份额,但是在有些人眼里,只是大力出奇迹的存在,即使是特斯拉也认为外企更占优势。

但是力劲却没有妥协,他们愿意和国外的企业同台竞技,最后力劲接受的任务是锁模力6000吨的压铸机。

锁模系统是压铸机的核心,能造出多大的铸件全靠这个玩意,锁模力越大,就可以造出越大件的汽车零部件。

但是锁模系统的研发并不简单,按照业内的规律,想要 在短时间内研发成功是不可能完成的,因为压铸机为了保证精度,通常是半年就要迭代一次,并且一次迭代只能增加500吨,而特斯拉的要求是一年内研发出6000吨,这个挑战难度非常大。

但这还不是难度最高的,在特斯拉的设想中,这台一体化压铸机是用来生产车身后底板的,也就是下面这张图。

这原本是由70多个零件拼接而成的,但是现在通过一体化压铸机可以将它们压铸在一起,最终变成为一整块铸件。

要知道在以往的汽车制造产业链中,总共发生了两次汽车制造革命,一次是福特的流水线,还有一个是日本的精益制造,但是它们都没有大规模改变制造的模式,只是让生产线更加顺畅和精准,但如今特斯拉却要将它彻底改变,所以这项技术也被称作汽车制造的第三次革命。

而且在特斯拉的规划里,一体化压铸机不仅仅制造车身后底板,还要将前底板乃至整车框架、电池都完成一体化压铸,到了那时候,汽车制造真的可以像玩具一样直接拼装就可以了。

所以一体化压铸机也被很多人寄予厚望,大家都不希望在这场革命中落伍,至于成本和良品率,说实话那都不是问题,只要发展得够快,这两者都可以改良。

所以很多车企才拼命挤进一体化压铸技术上。

当然也正因为它前所未有,所以就不单单是完成一体化压铸机的建造那么简单了,还要保证质量精度的误差控制在1毫米以内,同时压铸的速度要达到12米的压铸速度。

这种难度即使是国外企业,也不敢轻易尝试,但是力劲却接受了这个挑战,他们希望借此改变大家对国产压铸技术的偏见。

2019年年底,力劲董事长刘相尚紧急组织了一支百人的研发团队,开始集中攻关,团队有些核心成员连过年都舍不得回去,最终耗费了8000万元,只用了9个月就提前完成任务,将老牌外企远远甩在身后。

2020年,美国加利福尼亚的特斯拉工厂迎来了一支大型的车队,它们载着一排排的巨型零部件,进入工厂内部,很快一台印着IDRA字样,重达410吨的一体压铸机就这样面世了。

用这台一体化压铸机可以在2分钟就生产出一套部件,而以前同样的部件生产则需要2个小时,用一体化压铸机不仅节省了大量的生产时间,而且成本还下降40%左右,效率提升的非常恐怖,完全颠覆了以前生产流程。

几个月后同样庞大的压铸机在上海、德国特斯拉超级工厂陆续面世,而IDRA的中文名叫:意德拉,它正是力劲旗下的子公司。

但是这还没完,属于中国压铸机行业的辉煌才刚刚开始。2021年,力劲集团又研制出了世界上第一台9000吨的巨型压铸机;2022年,力劲更是研发出世界第一台12000吨的压铸机,力劲也成功登顶压铸机巅峰。

力劲成为特斯拉身后最耀眼的明星,它们的股价一度暴涨20倍,让人瞠目结舌,所以我才说一体压铸技术是特斯拉在前面冲锋,中国在后面提供火力,并且享受果实的格局。事实上还不仅仅如此,在力劲身后,还有许许多多的压铸机厂家正在摩拳擦掌。

那些曾经质疑中国压铸技术的人此刻彻底没有了声音。

而中国企业有了自己的一体化压铸机的制造能力,我们车企就没了后顾之忧,不用担心产品被封锁,可以放心完成产业布局,甚至它还可以应用在其他领域,提高我们整体制造业的竞争力。

所以我才说这是一场由特斯拉冲锋,中国制造业狂欢的革命,当然它能否成功还需要靠大家的努力才行。我们共同祝愿吧。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20221112A05AOT00?refer=cp_1026
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