9月15日消息，據(jù)外媒援引五名知情人士透露，美國(guó)電動(dòng)汽車制造商特斯拉將一系列創(chuàng)新結(jié)合起來(lái)取得了技術(shù)突破，有望將電動(dòng)汽車車身底板一次壓鑄成型。這可能會(huì)改變特斯拉制造電動(dòng)汽車的方式，并幫助公司首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克（Elon Musk ）實(shí)現(xiàn)將電動(dòng)汽車生產(chǎn)成本減半的目標(biāo)。

特斯拉在業(yè)內(nèi)率先使用有6000至9000噸壓力的巨型壓鑄機(jī)，用“千噸級(jí)”工藝將Model Y的前后車身一體壓鑄成型。這種做法大大降低了生產(chǎn)成本，讓競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手競(jìng)相追趕。

知情人士說(shuō)，為了擴(kuò)大領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，特斯拉即將推出制造工藝創(chuàng)新，能夠?qū)㈦妱?dòng)汽車的復(fù)雜車身底板進(jìn)行一體化壓鑄，而不是像傳統(tǒng)汽車那樣用大約400個(gè)零件組裝成型。

消息人士稱，這一技術(shù)是馬斯克今年3月份所公布的“開箱工藝”（Unboxed Assembly Process）制造戰(zhàn)略的核心內(nèi)容，是他在未來(lái)10年生產(chǎn)上千萬(wàn)輛廉價(jià)電動(dòng)汽車并仍能實(shí)現(xiàn)盈利的關(guān)鍵戰(zhàn)略。

特斯拉表示，其“開箱工藝”制造模式涉及汽車大型模塊的同時(shí)生產(chǎn)，然后再將它們組裝在一起。但人們都在猜測(cè)汽車各個(gè)模塊的大小和構(gòu)成。

美國(guó)工程公司Caresoft Global總裁特里·沃喬斯基(Terry Woychowski)表示，如果特斯拉能成功一次鑄造出電動(dòng)汽車的車身底板，勢(shì)必會(huì)進(jìn)一步顛覆汽車的設(shè)計(jì)和制造方式。

沃喬斯基曾在美國(guó)汽車制造商通用汽車工作了30多年。他表示，“這是一劑興奮劑，對(duì)汽車行業(yè)有著巨大影響，但這是一項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。”“鑄造非常難做，特別是更大更復(fù)雜的鑄件。”

其中兩名消息人士表示，這種此前未被報(bào)道的特斯拉新設(shè)計(jì)和制造技術(shù)意味著，該公司可以在18到24個(gè)月內(nèi)從頭開始開發(fā)出一款汽車，而大多數(shù)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手目前可能需要三到四年的時(shí)間。

五名知情人士表示，如果一切順利的話，特斯拉小型電動(dòng)汽車就可以使用一個(gè)將前后車身以及底盤合在一起的單一大框架。公司目標(biāo)是在2025年前后推出價(jià)格為2.5萬(wàn)美元的電動(dòng)汽車。

三位消息人士表示，特斯拉預(yù)計(jì)最早將于本月決定是否將汽車車身底板整體壓鑄成型。即便公司繼續(xù)推進(jìn)這一制造工藝，但最終產(chǎn)品也可能在設(shè)計(jì)驗(yàn)證過程中發(fā)生變化。

特斯拉和馬斯克都沒有回應(yīng)。

3D打印和工業(yè)用砂

特斯拉取得的技術(shù)突破集中在如何為大規(guī)模生產(chǎn)大尺寸零件設(shè)計(jì)和測(cè)試巨型模具，如何壓鑄帶有內(nèi)部加強(qiáng)筋的中空框架，在減輕車身重量的同時(shí)提高耐撞性。

五名知情人士說(shuō)，這兩項(xiàng)創(chuàng)新都是由英國(guó)、德國(guó)、日本和美國(guó)的設(shè)計(jì)和鑄造專家合作開發(fā)的，用到了3D打印技術(shù)和工業(yè)用砂。

到目前為止，由于存在“巨型鑄造困境”，汽車制造商一直回避鑄造更大的車體結(jié)構(gòu)。雖然采用能制造1.5平米甚至更大零件的模具的確可以提高生產(chǎn)效率，但成本高昂，而且存在無(wú)數(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

據(jù)一位鑄造專家說(shuō)，一旦大型金屬測(cè)試模具制造成型，在設(shè)計(jì)過程中調(diào)整一次機(jī)械加工可能要花費(fèi)10萬(wàn)美元，重新制作一個(gè)模具可能需要150萬(wàn)美元。另一位專家表示，一個(gè)大型金屬模具的整個(gè)設(shè)計(jì)過程通常要花費(fèi)400萬(wàn)美元左右。

消息人士稱，汽車制造商認(rèn)為這是不可接受的。尤其是從噪音和振動(dòng)、裝配和拋光、人體工程學(xué)和耐撞性的多種角度來(lái)看，設(shè)計(jì)可能需要六次或更多的調(diào)整才能制造出比較完美的金屬模具。

但消息人士稱，盡管存在很大風(fēng)險(xiǎn)，但馬斯克一開始就希望找到一種方法，實(shí)現(xiàn)車身底板的整體鑄造。

為了克服這些障礙，特斯拉求助于用3D打印機(jī)和工業(yè)用砂制作測(cè)試模具的公司。這種3D打印機(jī)使用輸入的數(shù)字設(shè)計(jì)文件，將液體粘合劑沉積在一層薄薄的沙子上，逐層建立起可以壓鑄熔融合金的模具。

消息人士透露，砂型鑄造模具原型的設(shè)計(jì)驗(yàn)證過程成本是最低，即使需要迭代多個(gè)版本，也只有金屬原型成本的3%。

這意味著特斯拉可以根據(jù)需要對(duì)原型進(jìn)行多次調(diào)整，使用Desktop Metal及其子公司ExOne等公司的機(jī)器幾小時(shí)內(nèi)就能重新打印出一輛新原型。

其中兩位消息人士表示，使用砂型鑄造模具原型的設(shè)計(jì)驗(yàn)證周期只需兩到三個(gè)月，而金屬模具原型則需要6個(gè)月到一年。

特制合金

汽車車身底板的副車架通常是中空的，為的是減輕重量并提高耐撞性。目前汽車制造商通常的做法是沖壓并焊接多個(gè)零部件，中間留空。

為了鑄造出中空的副車架，特斯拉計(jì)劃在整個(gè)鑄造模具中放置3D打印的固體砂芯。一旦零件鑄造成型，就移除砂芯。

但是，面對(duì)復(fù)雜的大型框架和設(shè)計(jì)過程，盡管特斯拉實(shí)現(xiàn)了更大的靈活性，但仍需要解決一個(gè)主要障礙。

用于生產(chǎn)鑄件的鋁合金在砂型和金屬模具中性狀不同，經(jīng)常無(wú)法滿足特斯拉的耐撞性和其他標(biāo)準(zhǔn)。

三位消息人士稱，鑄造專家通過配制特殊合金、微調(diào)熔融合金冷卻工藝以及生產(chǎn)后熱處理克服了這一問題。一旦特斯拉對(duì)模具原型感到滿意，就可以投資打造最終定型的金屬模具進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。

消息人士稱，特斯拉即將推出的小型電動(dòng)汽車是其打造一個(gè)完整的電動(dòng)汽車制造平臺(tái)的絕佳機(jī)會(huì)，主要是因?yàn)槠滠嚿淼装甯?jiǎn)單。

特斯拉正在開發(fā)的小型電動(dòng)汽車引擎蓋很小，后備箱也不大，因此前后懸距離都很短。

知情人士說(shuō)，“在某種程度上，其就像一艘船，一個(gè)兩端帶著小翅膀的電池托盤。把它做成一個(gè)整體是有意義的。”

然而消息人士稱，如果特斯拉決定將車身底板一體壓鑄成型，仍然需要決定使用哪種巨型壓鑄機(jī)。選擇將決定車身框架的復(fù)雜程度。

知情人士表示，為了快速?zèng)_壓出如此大的車身部件，特斯拉將需要尺寸更大的壓鑄機(jī)，壓力需要達(dá)到1.6萬(wàn)噸或更高，這種設(shè)備的價(jià)格更高，需要的廠房面積也更大。

五位消息人士中有三位表示，壓鑄機(jī)壓力增加所帶來(lái)的一個(gè)問題是，它們無(wú)法容納制造中空副車架所需的3D打印砂芯。

知情人士表示，特斯拉可以通過使用一種不同類型的壓鑄機(jī)來(lái)解決這些問題。這種壓鑄機(jī)可以緩慢注入熔融合金，這種方法能生產(chǎn)出更高質(zhì)量的鑄件，并且也適配砂芯。

但這個(gè)過程需要更長(zhǎng)的時(shí)間。

其中一名知情人士表示：“特斯拉仍然可以選擇高壓壓鑄機(jī)來(lái)提高生產(chǎn)率，也可以選擇慢速注入熔融合金來(lái)提高質(zhì)量和通用性。”“在這一點(diǎn)上，仍然是贏面各一半的決定。”（辰辰）