制造业|特斯拉的这项绝技 友商们做梦都想要
特斯拉有的,蔚小理都想要 。这一次被看上的,是特斯拉名为“Giga Casting”的一体式压铸生产技术 。
美国中部时间4月7日,在特斯拉位于美国得克萨斯州的超级工厂开业仪式上,该公司CEO马斯克公布了一体式压铸技术的最新进展 。
当前,该工厂内已经布置了1台8000吨级的压铸设备,用于Model Y的生产 。在该工艺的加持下,原本Model 3车身后底板上70多个零件,在新车上被缩减为下面2个零件 。
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这样做的直接好处就是,整车生产时间被极大压缩 。1-2个小时的工时将被压缩至最短45秒,制造成本也能降低40% 。
更重要的是,一体式压铸机的占地面积仅有100平方米 。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% 。这在“寸土寸金”的中国,显然是不可多得的利好因素 。
那么问题就来了,一体式压铸究竟厉害在哪里?为何在特斯拉之后,包括蔚来、小鹏、理想、沃尔沃、大众集团等在内的国内外厂商都在这项技术上纷纷布局?
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说到一体式压铸,就得先看看原理 。大家可能对59式坦克圆圆的炮塔有印象,这辆真正意义上的“神车”便是采用了一体式铸造技术打造的 。
在生产过程中,工程师先打造出整个炮塔的模具,然后将融化成业态的合金钢灌入其中,最终压铸成型 。等到冷却与热处理后,便可以收获到一个完整的炮塔了 。
然而随着复合装甲的出现,由匀质钢材组成的装甲被淘汰 。再结合坦克炮塔需要加挂大片的反应装甲增加防护能力后,圆墩墩的铸造炮塔开始被淘汰 。我们在过去几次阅兵上见识到的楔形焊接炮塔,开始成为新型主战坦克的选择 。
让全球军迷倍感熟悉的豹2A型主战坦克,采用的便是焊接工艺制造的楔形炮塔
然而,一体式铸造这项工艺,如今在汽车产业开始得到复兴,其“始作俑者”便是特斯拉 。
让我们把目光回溯到一年半之前 。在2020年9月22日的特斯拉电池日上,马斯克宣布Model Y将采用一体式压铸制造地板总成 。而在去年,上海工厂采用一体式压铸工艺生产的Model Y就交付给了中国消费者 。而在最新的得州工厂里,8000吨级的一体式压铸机可以直接制造出Model Y的前后两段式的车身 。
对于订单接不过来的特斯拉而言,一体式压铸的好处非常明显,在前文提到的缩短工时和降低成本便是最重要的一个 。关注汽车产业的朋友肯定了解,一座汽车工厂一般分为四大工艺车间,即冲压、焊接、涂装、总装 。
其中,冲压是唯一一个在工厂里进行零件制造的环节 。冲压机将各类钢材按照车身工程图纸制作成各类形状,之后在焊接车间中将各类零件焊接成白车身 。在这其中,有几个问题始终困扰着汽车厂商 。
首先,一辆车的车身所需零部件相当多,动辄超过500个 。每种零件都需要匹配相应的模具、夹具、机械臂、流水线乃至物流体系,其中环节不计其数,成本耗资巨大 。尤其是生产模具的费用,就是一辆车成本的大头 。
其次,庞大的车身零部件数量,同样会带来数量众多的焊接点 。还是以特斯拉Model Y为例,其后车身原本有700-800个焊接点,需要匹配漫长的流水线和焊接机械臂,导致平均一个件的生产周期动辄高达2个小时 。
最后,数量众多的零部件也会对零件匹配造成困难 。在传统车企,工程人员需要耗费大量时间和资源制造进行试生产,并使用测试车进行虚拟仿真以及实际路测 。以上这些原因都会拉长一辆车的生产周期,而这对一款正在受到热捧的产品而言是致命的 。
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力劲科技旗下的意德拉(IDRA)公司推出的超级压铸机
更重要的是,漫长的生产线也会带来工人薪酬的压力 。目前主流的车企焊接车间单班工人需要200-300人,双班工作则需要工人翻倍 。
无论在国外还是国内,产业工人的薪酬水平都在逐年上升 。更何况在我国,招工难已经成为了日益困扰制造业发展的关键因素 。
此外在环保层面,传统的四大工艺正在为车企的碳中和目标增加挑战 。冲压工艺本质上属于传统机加工范畴,其中的落料、冲孔、切边等工序都会产生废料造成浪费 。
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