科技眼|看懂一体压铸技术就看懂了小米和特斯拉的差异
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  5月2日,小米公司发言人在社交平台上公布消息称,有人故意混淆小米超级大压铸系统和冲压线概念,存在多次造谣抹黑的行为。已经全面取证,维护自身的合法权益。

  所谓人红是非多,这种“车企维权”的事放在今天已经不是什么大新闻了,比小米先一步入行的友商们早就经历过。不过单看事件本身,小米一直引以为傲的超级大压铸技术从诞生之初似乎就饱受非议。

  除了有些黑粉会杜撰一些“莫须有”的东西,更多人关注的核心,是小米汽车的超级大压铸技术带来了什么?它和传统的制造工艺有啥不一样的区别?以及最重要的,它会对我们的用车造成哪些影响?

  这些问题其实厂商都精挑细选的给出过一些好听的答案,但有些内容他们选择性的隐藏了,本文的宗旨就是把这些藏在暗处的内容挖出来。不过要了解一体化压铸技术的“明天”,我们第一步要知道它的“昨天”。

  一体化压铸,听起来是个了不起的现代化技术,但其实它和几千年前我们老祖宗铸造青铜器的原理是一样的。一体压铸的本质,就是把原本设计中需要组装的多个独立零件在重新设计之后,使用超大型的压铸机一次性压铸成型,直接获取到完整的零部件。

  原材料更简单,无论是铝合金还是其他金属,最初的状态都是“一锅铁水”,把它们用高压压进模具里,等待冷却之后想要的样子就出来了。

  目前,全球主要有三种主流的工业生产模式,分别是减材制造、等材制造、以及增材制造。

  所谓减材制造,是指通过车床、铣床、磨床等等工具对材料来整体加工,去掉边角料之后,就能够获得想要的形状。在汽车行业里,车门版就是典型的减材制造。把一块钢板放到冲压机里面,液压机砸下去,去掉边角料,一个门板就制造好了。

  而等材制造,是指通过烧、铸、锻、焊等方式来制造零部件,材料的重量基本不变。无论是商周时期的青铜器还是小米汽车的一体压铸,都是这个原理。

  增材制造就比较先进了,它有一个更耳熟能详的名字叫3D打印,指的是通过光固化、激光烧结、溶结堆积等方式让材料一点点“长”出想要的形状。

  为什么要梳理这三种工业生产模式呢?因为它们在汽车行业里都非常普遍,无论是减材、等材、还是增材,我们都能在一些汽车零部件中见到它们的身影。比如很多人说一体化压铸只用在电动车上,这其实是个错误的想法。

  早在数年前,各大车企就在一些尺寸较小的零部件上使用了一体化压铸技术,最典型的有发动机曲轴、变速箱壳体、控制臂、转向节等等,这些都是一体压铸的。电动车之所以让它走向舞台中央,是因为它突出了一个“大”字。

  小米所谓的超级大压铸,还真不是什么营销噱头,相比此前用来生产的零部件,如今一体化压铸的汽车底盘前车身或者后车身确实足够大了。

  想要了解一体化压铸在新能源车的应用,还是绕不开那个“万恶之源”——特斯拉。

  2019年,特斯拉提出了用一体化压铸技术生产汽车底盘的后车身。2020年,这项技术正式投入到正常的使用中,首搭车型是Model Y。在这之后,各大新势力和传统车企也开始布局车身的一体化压铸工艺,包括蔚来、小鹏、沃尔沃、大众、奥迪、奔驰等等。

  为了搞定车身底盘这种大物件,特斯拉调配了专属的金属材料配方,而且还联合一些供应商开发了超大吨位的一体化压铸机。目前新款Model Y的前桥、后桥都采用了一体压铸技术,把原本应该由几百个零部件组成的底盘,变成了前桥、后桥、以及电池舱这三大件。

  马斯克的终极目标,是把整个白车身都用一体化压铸技术给铸造出来,变成只有车身、车门、前后机盖等几个零部件,最后再用组装的方式给拼接在一起。换言之,马斯克理想中的造车流水线,应该和用乐高积木拼出一辆玩具车一样简单。

  不过,这个理想还能坚持多久恐怕是个未知数了。据最新的消息,马斯克在一体化压铸技术的未来发展上慢慢的开始打退堂鼓,具体的原因我们下面分析。

  首先,当零部件之间不再需要组装拼接,工厂的车身焊接机器人数量就可以大幅度减少,这样一来降低了工厂的占地面积,二来也从侧面提高了生产效率。

  以特斯拉的工厂为例,马斯克曾表示他们在德州和柏林的超级工厂每单位产能的车身焊接机器人数量减少了70%,而一体式压铸机的占地面积仅有100平方米。因此如果将现有生产工序尽可能地替换为一体式压铸,工厂面积能够缩减30%。

  更神奇的是,虽然工厂面积减小了,产生却提升了数十倍。原本制造特斯拉Model Y的后车身需要1~2个工时,采用一体化压铸技术之后,这一段时间可以被缩短至45秒。如果汽车的产销量够大的话,这其实是一个不亚于“福特T型车”的伟大发明。

  其次,一体化压铸技术减少了零部件的数量,也就从另一方面代表着同时降低了车辆的重量和组件之间连接点的数量。这样一来符合现代汽车轻量化的特点,二来也提升了零部件的品质和可靠性。除了特斯拉之外,像制造问界M9的压铸机,也可以把222个零部件压铸成10个集成零件。

  诚然,如果不算压铸机的研发或采购费用,那在生产流程上也是一体化压铸的成本更低,比如极氪009采用一体化压铸铸出了整车中段的蜻蜓结构,相较传统焊接减少16个零部件和66处焊接点,整车的减重达到了7%。而对应到后续座椅的安装,刚度还平均提升了18%,实现了真正的降本增效。

  此外,一体化压铸使用的铝合金材料能反复熔炼,提高了材料的回收利用率,与传统冲压件相比,材料利用率能够达到90%以上,进一步实现了原材料的二次利用。

  不过这里要和大家澄清一个概念,别看小米在去年年底的技术发布会上大吹特吹自己的9100吨超级大压铸机,这东西其实就和变速箱的数量一样,并不一定是越多越好。厂商拿吨位出来宣传,只是为了让数据看起来更漂亮,也能获得“业内第一”的称号。

  虽然大吨位的压铸机确实可以生产出尺寸更大的零部件,但大压铸作为刚刚起步的一种技术,即使它真能打造出整个白车身也要经过无数次的验证(主要是良品率)才能投入量产,更何况特斯拉、问界的9000吨和小米的9100吨相差寥寥无几,不太可能多出一整个数量级的优势。

  目前,各大车企纷纷在压铸吨位上下功夫,去年小米的超级大压铸变成全球第一还不到48个小时,小鹏就宣布其采用了12000吨的一体压铸技术,并且随后直接明牌,表示未来要研发更大的16000吨大压铸机。

  其实单从技术发展来看,各大主机厂可完全为一体化压铸先降降温。这项技术带来的生产优势自然值得高兴,但一些在生产中存在的问题我们也不能忽视。

  首先,一体化压铸带来了完整的零部件,那这也就从另一方面代表着车主如果想要维修,只能全部换掉,彻底打消了“修修补补”的可能,维修成本会直线提升。很多人不理解为什么特斯拉的新车价格并不高,但保险却贵的离谱,这就是核心原因之一。

  此前有一个Model Y的车主发布过一则消息,说车辆后减震包损坏之后去维修,发现维修费用竟然高达20万元。要知道Model Y如今整车的价格才25万元,这个维修费用有多夸张可见一斑。

  某种意义上讲,用一体化压铸技术的主机厂,前期生产确实更简单了,但是后期的维修是个烦,这或多或少有那么些成本转嫁的意思在里面。

  其次,一体化压铸需要一定的产量和规模,如果一年满打满算只卖几万台车的话,那上一体压铸技术根本就不划算,甚至有可能还要赔钱。那么,多大量可以把成本背回来呢?

  根据西部证券的分析,如果一台6800吨的压铸机可以年产10万件设备,只有当压铸机全天运营以及批量阶段有80%~85%的良品率,才能实现25%~30%的毛利率。只有这样,经营成本和年产值才能实现兼顾。

  可惜的是,目前绝大部分采用一体化压铸的车企良品率要达到80%都很费劲,行业内只有特斯拉一家公司可以将良品率达到90%以上。即便是这样,特斯拉还在考虑放弃一体化压铸技术,足以见得它的未来发展并不会一帆风顺。

  这里可以和大家说一个数据,目前传统的钢制车身压铸件的良品率能够达到99%以上,可见要追平这个数据需要多大的难度。

  当然,最令主机厂头大的还不是这个,而是整个行业内目前还没有完整的打包方案可供选择。想要跑通一体化压铸技术,不是买一个8000吨的压铸机就能解决的,主机厂要一直地学习和尝试才能掌握这项技术的运营逻辑。

  这里面除了主机厂,各大设备商、材料商在一体压铸技术上的各个链条环节也需要从头进行原理层面的学习和突破,像材料、工艺、模具、设备等等环节都需要经过长时间磨合才能有所突破。

  特斯拉为何会采用大面积、大吨位的一体化压铸技术,本质上是为了更好的提高工厂的产能,以满足全球的订单需求,哪怕因此损失一些毛利率,这笔买卖也是划算的。换句话说,这是马斯克为特斯拉量身定制的一套方案,连他自己都不知道会不会成功。

  特斯拉作为一体化压铸的开创者,理应坚守这片阵地,但事实上,马斯克似乎也在重新审视这项技术。

  5月初有外国媒体报道,特斯拉正准备放弃一体化压铸技术,转而使用更成熟的三段式铸造。根据外媒分析,特斯拉会做出这个决定与当前的经济情况和市场环境紧密关联。这个说法,确实可以从销量上得到作证。

  今年第一季度,特斯拉累计销量是38.7万辆,同比下滑了20%,远远低于华尔街各大分析师的预期。

  而且这个销量似乎与Model 3的更新换代关系并不大,因为上一个季度特斯拉一共生产了43.3万辆新车,而产量和销量的差异巨大,目前特斯拉在全球至少还有4万多辆的库存。

  特斯拉放弃一体化压铸的原因我们不得而知,但能确定的是,马斯克并不是一个对于汽车制造有着狂热或者执着的人,他和丰田章男这种车企领导者是截然不同的性格。在最近的一次电话会议上,马斯克三句不离他最喜欢的话题——自动驾驶。

  在马斯克看来,特斯拉应该被看作是一家人工智能机器人公司,而不是一家汽车制造商。这句话的背后,其实就藏着马斯克对于一体化压铸的态度。

  因为在消费的人看来,特斯拉不过一台新能源汽车,但在马斯克看来,这是承载无人驾驶系统的一个平台。说的极端点,即使特斯拉完全不卖车了,它依靠Robotaxi也能实现自身想要的结果,这也是之前一直有传言说马斯克要放弃更低价位入门级电动车的原因。

  特斯拉的核心目标是完全无人驾驶或者移民火星这种听起来“不太靠谱”的事,用汽车产品去挣钱,只是阶段性的目标之一。而如果汽车本身的利润率下滑,马斯克自然要思考降本增效的问题,那生产的全部过程中的几个烧钱大头,一体化压铸肯定就算一个。

  因此,特斯拉放弃一体化压铸技术就和它最初使用这项技术的逻辑是一样的,马斯克的目标还在更远的地方,这仅仅是为了自己定制的一套方案而已,合适就用,不合适就舍弃。如果为了一个不那么必要的产品投入太多的资金和精力,在马斯克看来这就很不划算。

  毕竟像Cybertruck这种经历了无数的制造问题后依然难以量产的车型,马斯克绝不希望再来第二次了。

  一体化压铸技术与其说是创新,不如看作是整个汽车行业急功近利的一种缩影。尤其是新能源车,在没有完全和燃油车拉开差距的情况下,自然需要更加多的卖点来包装自己,否则要怎么吸引消费的人呢?

  可是从长远来看,用户对于新能源车的热情最终也会被时间磨平。一款再先进的电动车,到了最后仍然离不开“代步工具”这个核心诉求。若用户一直被维修成本高这种现实问题困扰,那从本质上就偏离了车辆的初衷。

  我始终认为,任何一个产品的核心竞争力,都是它在整个行业内的无法替代性。就像汽车可以帮我们遮风挡雨的从A点带到B点,这一点特别难找到替代方案。而那些所谓智能化、数字化的东西,轻而易举就能找到替代方案。

  一体化压铸作为技术创新当然值得鼓励,但主机厂的态度或许应该再慢几步、深几度。

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