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一文了解特斯拉Model Y压铸工艺

产业的发展离不开CMF(色彩、材料、工艺)



特斯拉是传统汽车行业的搅局者,不仅仅是它的造车理念,在汽车技术上也经常让传统车企们“目瞪口呆”。凭借秒杀一众超跑的加速能力、强大的续航里程、高阶的Autopilot驾驶辅助系统等引领了行业。如今在这家纯电动汽车的工厂里,我们又看到了Model Y上的一项新技术:将70个零部件合为一体的压铸工艺(目前缩减为2件,未来会合为1件)。


本篇文章将让你了解到以下3方面
  • 什么是压铸?为什么要使用它?
  • 特斯拉如何运用这项车身制造工艺?
  • 一体式压铸有没有缺点?

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 为什么要使用压铸工艺?
压铸是一种金属铸造工艺,原理类似于注塑成型,它是将融化的金属施加高压,注入模具的腔体内,以铸造出需要的形状。它与传统砂型铸造有着本质的不同,其模具通常是用强度更高的合金打造而成。  
其它车企没有这样的技术吗?答案是有,如今采用铝合金车身的产品上经常会见到压铸工艺,但如特斯拉这样大范围使用压铸工艺的车很少见,甚至Model Y可以算是独一份,其一体式压铸范围覆盖了后车体的大部分。


电池能量密度在没有革命性改变前,想要达到较长的续航里程,纯电动汽车就需要大量的电池组,电池组多了,重量就上来了,而车太重的话,又会反过来影响续航里程。因此,除了电池之外的车身、底盘轻量化对纯电动汽车尤为重要。


铝合金板材之间的连接比钢板要复杂得多,其可以像钢板一样焊接在一起,但连接强度要远远次于后者,所以受力较大的铝合金连接位置需要使用铆接、螺栓连接或者再辅助使用粘接胶等工艺。

除了成本高,铝合金车身固然有着诸多的优势,但从生产环节看,其相比传统钢材质车身更难制造。首先是产品一致性问题,由于铝合金材质本身原因,零部件在冲压后回弹幅度比钢材更大,想要保持大批量冲压零部件的精度一致有更高的挑战;另外,铝合金零件之间、铝合金与钢材之间的连接更为复杂,涉及到多种新型铆接工艺,工艺流程更繁琐,生产效率很难提升。

 特斯拉如何运用这项“黑科技”的?
特斯拉CEO埃隆·马斯克曾在媒体采访时承认,Model 3复杂的车身制造工艺影响了工厂里的自动化生产效率。因此,在设计Model Y的车身结构时进行了针对性的改进,而提升效率的关键之一就是今天我们要聊的这项一体铸造工艺。

压铸工艺的生产效率高,高速高压充型能在短时间内将金属液压入模型中,而且可以制造出造型复杂、轮廓清晰、薄壁深腔的零件。另外,压铸出的零件其表面粗糙度可达Ra0.8-3.2μm,换句话说表面足够光滑,基本不用再进行机加工。



 一体式压铸有没有缺点?
压铸工艺并非没有缺点,这也是它为什么没有在汽车领域大范围应用的原因。首先,压铸机和压铸模具很昂贵,如果没有大批量生产带来的规模效益,那么车企很难承担其综合成本;由于压铸机锁模力及装模尺寸的限制,很难压铸大型压铸件;由于高速填充,快速冷却,型腔中如果气体来不及排出,气孔及氧化夹杂物存在则会降低压铸件质量。

特斯拉与意大利IDRA公司的通力合作,打造了尺寸规模大到足以压铸出Model Y后车体的压铸机,解决了尺寸限制问题。关于投入的高昂设备成本能否靠大批量生产cover掉,马斯克似乎并不会担心Model Y的销量,因为它和Model 3一样将会覆盖到广泛的用户群体。因此,剩下的疑问可能主要是特斯拉能否保证压铸工艺的精度、质量问题了。



随着特斯拉国产化进度的加深,上海工厂也即将量产Model Y。相关消息报道称,在上海工厂里除了传统四大工艺(冲压、焊装、涂装、总装)车间之外,还多了一个铸造车间。未来在这个铸造车间里应该也是Model Y一体式铸造出后车体的环节。


人工智能是未来的趋势,德国人也很早就提出了工业4.0的概念,马斯克也希望未来的特斯拉工厂具备更高的自动化率。一体式铸造工艺或许在目前面临着诸多挑战,但一旦这种铝合金车身生产方式走向成熟,那么特斯拉也将实现更大的产能和更低的生产成本。

 总结 

特斯拉Model Y与Model 3基于同样的造车平台,车上有75%的共享零部件,在剩余的25%中,Model Y解决工厂生产效率的方式是引进一体式铸造工艺,将70个后车体合为一体,减少了零部件数量。这种传统车企早已具备的压铸工艺被特斯拉更为激进地改良了。在Model Y身上能否成熟地运用这项技术,或许还需要些时间来进一步验证。作为普通消费者,我们还是希望特斯拉通过这项技术减低生产成本,提升生产效率,让我们在未来买到更便宜的特斯拉产品。



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