當燃油(you)巨頭(tou)們(men)仍在智能、電動領域苦苦追(zhui)趕，特斯拉(la)卻在他們(men)最(zui)擅長的制造領域起了驚雷(lei)。

我比地球(qiu)上任何人都更懂制(zhi)造業！TED 2022年度演講會，馬斯(si)克再(zai)爆金句。

馬斯克是(shi)不是(shi)最(zui)懂制造業的那一個，我(wo)們無從而知，但以一體壓鑄技術為代(dai)表，特斯拉(la)正在深刻(ke)改(gai)變(bian)著汽(qi)車(che)制造。

目前可以公開的情報：

在特斯拉(la)引領的這(zhe)場汽車(che)制(zhi)造變(bian)革中，已(yi)經確定跟進的，既(ji)有(you)國(guo)內造車(che)新勢(shi)力的御三家蔚小理，也有(you)傳(chuan)統跨國(guo)大廠奔馳、沃爾沃等。

橫空出世

美東時(shi)間2020年9月22日的特(te)斯拉電(dian)池日上(shang)，一(yi)體壓(ya)(ya)鑄正式揭(jie)開面紗。馬斯克(ke)表(biao)示Model Y的后下車體將由大型壓(ya)(ya)鑄設備一(yi)體壓(ya)(ya)鑄成型，不再由70多個沖壓(ya)(ya)件、鑄造件通過焊(han)接、鉚(liu)接而來。

因(yin)為采用一體(ti)壓鑄技術，Model Y后下車(che)體(ti)總成的重量降(jiang)低30%，制(zhi)造成本(ben)降(jiang)低40%，制(zhi)造時間由1-2小(xiao)時革命(ming)性地縮短(duan)為約140秒。

而一體(ti)壓(ya)鑄在后下車體(ti)總成上的應(ying)用(yong)只是開始，前下車體(ti)的一體(ti)壓(ya)鑄技術已經(jing)在特(te)斯拉(la)(la)得(de)州(zhou)超級工廠投產(chan)應(ying)用(yong)，之后會是柏(bo)林(lin)、上海(hai)、加(jia)州(zhou)，以及(ji)特(te)斯拉(la)(la)在全(quan)球(qiu)的每一個超級工廠。

特斯拉的(de)終極目標是用2-3個(ge)大型壓(ya)鑄件(jian)和Structual Battery（4860結(jie)構電池組）的(de)組合，替換掉370多個(ge)零件(jian)組成的(de)整個(ge)下(xia)車體總成。屆(jie)時(shi)特斯拉下(xia)車體總成的(de)重量(liang)可(ke)以(yi)降(jiang)低10%，續(xu)航里程(cheng)預計增加14%。

70到1，370到1，一體(ti)壓(ya)鑄足以震動整個汽車(che)(che)制造(zao)業。因為除了輕量化和續航提升，一體(ti)壓(ya)鑄給汽車(che)(che)制造(zao)帶(dai)來的更深(shen)刻影(ying)響(xiang)是(shi)成本(ben)控制和效率(lv)革命。

一體壓鑄(zhu)(zhu)對汽車制(zhi)造的成本(ben)控制(zhi)提升有多明(ming)顯？一體壓鑄(zhu)(zhu)采(cai)用(yong)的材料為鋁合金，而(er)主(zhu)要從事鋁合金精密鑄(zhu)(zhu)件生產銷售的文(wen)燦集團就曾(ceng)測算過(guo)：

如(ru)果(guo)汽車白車身全(quan)部采用壓鑄鋁(lv)合(he)金工藝(yi)，車身重(zhong)量(liang)為200-250kg，根據鋁(lv)合(he)金的市場價格35元/kg（文(wen)燦測算時(shi)市場行情），其理論壓鑄成本為每輛(liang)7000-8500元。

相比之下，傳統焊(han)接制(zhi)造的(de)鋼制(zhi)白車身重量一般(ban)為350-450kg，鋼材料價格(ge)約為18元(yuan)/kg（測算時行情(qing)），鋼制(zhi)白車身成本為每輛(liang)6300-8100元(yuan)。再考慮到壓鑄材料的(de)可回(hui)收性帶來的(de)近乎(hu)100%的(de)原(yuan)料利用率，全鋁壓鑄車身的(de)制(zhi)造成本近乎(hu)相同于鋼制(zhi)焊(han)接車身。

這(zhe)(zhe)意味著，未來通過終極(ji)體的一體壓鑄(zhu)技(ji)術，過去(qu)只屬于特(te)斯拉(la)Model S/X、蔚來ES8、奧迪A8L這(zhe)(zhe)類旗艦車(che)(che)型的全鋁車(che)(che)身可以下沉到特(te)斯拉(la)Model Y、蔚來ET5、奧迪A4L這(zhe)(zhe)類入門(men)車(che)(che)型上。

一體壓鑄(zhu)引(yin)起的效率革命則(ze)更是顛覆(fu)級。傳統汽車制(zhi)造流程圍繞著(zhu)沖壓、焊裝、涂裝、總(zong)裝四大(da)環節(jie)展開(kai)，一體壓鑄(zhu)的橫空(kong)出世意味著(zhu)對沖壓、焊接環節(jie)的直(zhi)接沖擊，和對總(zong)裝環節(jie)的間接影響。

以后(hou)一(yi)(yi)體壓鑄(zhu)為例(li)，Model Y對比傳統制造流程下的(de)Model 3，首先是后(hou)下車體由(you)70個(ge)沖壓件(jian)、壓鑄(zhu)件(jian)減(jian)少為1個(ge)壓鑄(zhu)件(jian)，焊(han)點(dian)也(ye)隨(sui)之由(you)700-800個(ge)減(jian)少到50個(ge)，同(tong)時因(yin)為一(yi)(yi)體壓鑄(zhu)鋁合金的(de)材料特性，免去了大量(liang)的(de)熱處理流程。

刪繁就簡下，制造效率(lv)的提升一方(fang)面(mian)體現在時(shi)間效率(lv)上，除了上面(mian)提到(dao)的每件生產耗時(shi)由1-2小時(shi)縮短(duan)為約140秒，還有背(bei)后相關聯的零件儲存(cun)、運輸(shu)等環節(jie)的效率(lv)提升。

另一(yi)方面(mian)體現在(zai)空間效(xiao)率上。馬斯克表示，采用(yong)大(da)型(xing)壓鑄設備后，工廠的占地面(mian)積(ji)減(jian)少30%。

因(yin)為一臺占地100平米(mi)的大型壓鑄(zhu)機，即(ji)可替代300個(ge)機械臂(bei)。

工程魔法

壓鑄(zhu)作為一種(zhong)金屬鑄(zhu)造(zao)(zao)工藝，利用模具對腔內(nei)熔融金屬進行定型，分為重力澆鑄(zhu)、低(di)壓鑄(zhu)造(zao)(zao)和高壓鑄(zhu)造(zao)(zao)。

壓鑄工藝并不是汽車制造的稀客(ke)，尤其(qi)是高壓鑄造。汽車的發(fa)動機缸體、平(ping)衡軸(zhou)殼(ke)體等結構(gou)復雜、表面質(zhi)量要求高的大體積零(ling)件都是采用高壓鑄造工藝。

但在車身結構(gou)(gou)件的(de)制造中，僅(jin)有前(qian)橫梁、左(zuo)右(you)門框、減震塔(ta)、尾蓋箱、縱梁等結構(gou)(gou)簡單的(de)小型零部件采(cai)用壓鑄工(gong)藝生產。

大型車身結(jie)構(gou)件難以鑄造(zao)沖壓，首先是受限于自身復(fu)雜(za)的結(jie)構(gou)。繁(fan)多的邊角結(jie)構(gou)和薄厚變化(hua)會造(zao)成流動通道的復(fu)雜(za)，阻礙熔融金屬流液的有(you)效(xiao)填充，氣(qi)體和雜(za)質的排出就是個難題。

此外，流液流經狹窄處時，由(you)于(yu)流速加快，可能會(hui)發生(sheng)湍流，在流體內部產生(sheng)許多小漩渦，導(dao)致結構缺(que)陷(xian)。而(er)車身(shen)結構件(jian)的(de)平均壁厚(hou)僅為2.5-3mm，本身(shen)對零(ling)件(jian)強(qiang)度的(de)要求(qiu)就很高。

其次，大(da)型壓(ya)(ya)鑄(zhu)件(jian)的形(xing)(xing)變問(wen)題也無法忽視(shi)。傳統壓(ya)(ya)鑄(zhu)工藝下(xia)，大(da)型復雜車身結(jie)構件(jian)的成(cheng)形(xing)(xing)本就困難(nan)，而在初步(bu)成(cheng)型后(hou)，鋁合金壓(ya)(ya)鑄(zhu)結(jie)構件(jian)還必須進行(xing)熱處理來消除殘(can)余(yu)應力，這一過程會(hui)進一步(bu)加大(da)形(xing)(xing)變概率。

如果一定要使用一體(ti)壓鑄(zhu)技術呢？畢竟在馬斯克眼中，“一體(ti)鑄(zhu)造結構(gou)件要好很多，不(bu)再有(you)縫隙(xi)出現在密封膠處，不(bu)再需(xu)要不(bu)同(tong)類型的金(jin)屬，還可以(yi)大幅減小車架(jia)尺(chi)寸。”

首先，要解決設備問題。過去汽車工廠中的(de)高壓壓鑄機提供的(de)4400T極限壓力遠遠不夠，因為在特(te)斯拉工程師們設計(ji)的(de)新(xin)壓鑄系統(tong)中，“模具(ju)的(de)填充要求是在60-100毫(hao)秒內將(jiang)大(da)約(yue)100公斤(jin)的(de)鋁（合金）注入模具(ju)腔(qiang)。”

而在(zai)當時的(de)汽車供應體(ti)系中，并不存在(zai)一(yi)臺更(geng)高極限的(de)高壓壓鑄(zhu)設備，特斯拉需要(yao)(yao)自己造一(yi)臺。為(wei)此，特斯拉找了(le)世界上(shang)最主(zhu)要(yao)(yao)的(de)六(liu)家鑄(zhu)造企(qi)業，五家企(qi)業說(shuo)了(le)“不”，一(yi)家企(qi)業說(shuo)了(le)“也許(xu)”。但在(zai)馬斯克腦(nao)回(hui)路中，“這(zhe)（也許(xu)的(de)回(hui)復）聽起來(lai)像是肯定的(de)（回(hui)復）”。

這家回復“也(ye)許(xu)”的企業就是意大利壓(ya)鑄(zhu)廠商IDRA，他們聯合(he)特(te)斯(si)拉(la)研(yan)發(fa)、并耗時兩年打造出了6000T的Giga Press，用(yong)于(yu)Model Y前、后(hou)下(xia)車體的一體壓(ya)鑄(zhu)制(zhi)造。在這之后(hou)，還會有8000T的Giga Press用(yong)于(yu)Cybertruck的生產，以(yi)及可能的12000T規格Giga Press用(yong)于(yu)整個下(xia)車體的壓(ya)鑄(zhu)。

其次，要(yao)解決(jue)材(cai)料問題(ti)。特斯拉(la)的(de)解題(ti)思路(lu)很簡單，如果傳統(tong)壓鑄(zhu)用(yong)鋁合金(jin)在熱處(chu)理(li)后會發生形變，那么索性(xing)就不(bu)(bu)要(yao)熱處(chu)理(li)這道工序，我們(men)開發一(yi)種不(bu)(bu)需(xu)要(yao)熱處(chu)理(li)也能保證足夠強度(du)的(de)鋁合金(jin)材(cai)料。

2015年12月，馬斯克從蘋果(guo)公司挖(wa)來了合金材料(liao)大神(shen)查爾(er)斯·柯(ke)一(yi)曼(man)（Charles Kuehmann），擔(dan)任(ren)(ren)特斯拉和SpaceX的材料(liao)技(ji)術副總裁。在蘋果(guo)任(ren)(ren)職期(qi)間，查爾(er)斯就曾(ceng)領導其團隊開發出同(tong)等密度(du)下強度(du)高出標準水平60%的鋁合金。

最終，查爾斯不(bu)負眾望，帶領(ling)特斯拉的材料工程團(tuan)隊，開(kai)發出(chu)不(bu)需要熱處理的鋁合金。至此，一場工程魔法備齊(qi)了開(kai)幕要素(su)。

燎原之勢

新技術的誕生必然伴隨爭議，一體壓鑄(zhu)也是如此，例如一體壓鑄(zhu)結構件的維修成本問題。

網傳(chuan)的今(jin)年2月無錫特斯(si)拉Model Y右(you)后側碰撞(zhuang)事件中，高達(da)20萬(wan)元的定(ding)損(sun)預估費用讓車主直呼“這么貴，車子才28啊”。誠然，從另一(yi)側的視(shi)角看去，可以(yi)(yi)發現(xian)其實(shi)這是一(yi)次非常嚴重的碰撞(zhuang)，以(yi)(yi)墻體(ti)侵(qin)入車體(ti)的程(cheng)度來判斷，底盤結構件、后避震(zhen)系(xi)統、后防撞(zhuang)梁都(dou)有(you)受損(sun)（甚(shen)至(zhi)不排除(chu)乘(cheng)員艙(cang)也有(you)受損(sun)）。

但(dan)在中(zhong)保研最(zui)新評測中(zhong)，特斯拉(la)Model Y的(de)可維修性和(he)維修經濟性成(cheng)績(ji)均為P（最(zui)差(cha)）也是事(shi)實。起碼可以說(shuo)，Model Y存(cun)在碰撞(zhuang)維修成(cheng)本格外高昂的(de)不(bu)確定性。

其實，在(zai)關于一(yi)體壓鑄件維修成本的爭議(yi)熱度(du)下，是一(yi)個涉及消費決策的取舍問題。

首先一體壓鑄(zhu)技術切(qie)實提高了(le)汽車(che)的制造效率，降低了(le)汽車(che)的制造成(cheng)本(ben)。同(tong)時Model Y的一體壓鑄(zhu)后下車(che)體是(shi)作(zuo)為結構件是(shi)被深度(du)包(bao)裹在(zai)車(che)身內的，只(zhi)有在(zai)嚴重碰撞(zhuang)事故中才會被觸及，也就是(shi)說一體壓鑄(zhu)件碰撞(zhuang)損壞的概(gai)率較小。

所以這個取舍就是：更(geng)低(di)的(de)(de)購車成(cheng)本、更(geng)短的(de)(de)交(jiao)付周期VS.發生概率(lv)小、但可(ke)(ke)能會(hui)很高昂的(de)(de)潛在維(wei)修費用(yong)。消費者完(wan)全可(ke)(ke)以用(yong)腳來投(tou)票，但這不會(hui)動搖特斯拉的(de)(de)意志(zhi)，因為以一體壓鑄為代表的(de)(de)技術關系到其(qi)貫徹簡(jian)化制造(zao)、提升效率(lv)、降低(di)成(cheng)本的(de)(de)企業戰略。

而(er)在未(wei)來某個節點，當(dang)純電動汽車(che)普及開來，消費者可能(neng)會沒得(de)選，因為特(te)斯拉引導的這場(chang)電動汽車(che)制造革命，有燎原整個汽車(che)行業(ye)的勢頭(tou)。

“特斯拉為什么要(yao)做一體式鑄造的車身？不是(shi)為了降低成本，而(er)是(shi)為了提升(sheng)生產效率。”理想汽(qi)車CEO李想一針見血地指出，“效率是(shi)Ta（特斯拉）思考得很多的問題。上海(hai)工廠(chang)占(zhan)地1300畝，今(jin)年大概能(neng)(neng)做到80萬(wan)到90萬(wan)的產能(neng)(neng)，這(zhe)在歷史上從來沒有出現過的。”

圍(wei)繞(rao)效率(lv)，特斯拉通過一體壓鑄和未來的結構電池(chi)組(zu)技術，極大(da)地削減(jian)了(le)(le)車輛(liang)的零部(bu)件數量(liang)。圍(wei)繞(rao)效率(lv)，上海、柏(bo)林、得州這樣的單體超(chao)級工廠(chang)布局取帶了(le)(le)傳(chuan)統(tong)的分散式布局，以提升物流效率(lv)。

所以(yi)，特斯拉可以(yi)在柏林工廠(chang)用7000人(ren)生產50萬輛(liang)汽車，每輛(liang)汽車的生產時間可以(yi)壓縮(suo)到10小時。而在大眾(zhong)的茨維(wei)考工廠(chang)，生產70萬輛(liang)汽車需要25,000名工人(ren)，每輛(liang)汽車的生產用時超(chao)過30小時。

其實，汽車制造(zao)(zao)也(ye)是(shi)特斯(si)拉的(de)核心競爭(zheng)力，只(zhi)是(shi)不像智(zhi)能(neng)化(hua)、電動(dong)化(hua)能(neng)力那般為(wei)普羅大眾(zhong)所認知到(dao)。而(er)這場由特斯(si)拉主導、以一體壓鑄技術為(wei)代表(biao)的(de)效率革命如平地起驚雷，炸裂在了(le)傳統大廠最(zui)擅長的(de)制造(zao)(zao)領(ling)域。

頂著超(chao)級汽(qi)車大(da)(da)廠(chang)的(de)Title，大(da)(da)眾(zhong)集(ji)團(tuan)不(bu)會甘于人(ren)后。大(da)(da)眾(zhong)集(ji)團(tuan)CEO赫伯(bo)特·迪斯（Herbert Diess）直言不(bu)諱地警告到，德國人(ren)必(bi)須加快速度，以免在自(zi)己的(de)地盤上挨打。4月29日，大(da)(da)眾(zhong)零(ling)部(bu)件公司CEO托(tuo)馬斯·施莫爾（Thomas Schmall）參(can)加了大(da)(da)眾(zhong)卡塞爾工廠(chang)的(de)技術研討會。

卡(ka)塞(sai)爾工廠(chang)將會是(shi)大(da)眾集(ji)團的(de)(de)電(dian)驅動能力中心，其正在(zai)與(yu)大(da)眾和奧迪共同開發超級可拓展純電(dian)平臺SSP。而卡(ka)塞(sai)爾工廠(chang)的(de)(de)另一(yi)重(zhong)要使命就是(shi)和歐洲最大(da)的(de)(de)鑄造(zao)廠(chang)家合作，為(wei)后車體生產(chan)一(yi)個(ge)大(da)型鑄造(zao)組件(jian)，取代原(yuan)本(ben)的(de)(de)33個(ge)零散部(bu)件(jian)。

大眾集團生產(chan)主管克里斯蒂安·沃爾默(mo)（Christian Vollmer）表示，“如果我(wo)們能達到10個小時（汽(qi)車制(zhi)造效率），我(wo)們就(jiu)取得了一些重要成就(jiu)”。顯然，大眾已(yi)經行(xing)動(dong)起(qi)來(lai)。

同樣行動(dong)起(qi)來的(de)(de)，還有全球最大(da)豪華品(pin)牌(pai)奔(ben)馳，采用一體壓鑄(zhu)車(che)(che)身的(de)(de)VISION EQXX概念車(che)(che)已經開始路(lu)測。以及瑞典豪華品(pin)牌(pai)沃(wo)爾沃(wo)，正(zheng)式宣布了大(da)型(xing)鋁制車(che)(che)身部件鑄(zhu)造工藝的(de)(de)引入計劃。

跨國大(da)廠(chang)們(men)的紛紛跟進意味著，一(yi)體壓鑄技術已經被行(xing)業認(ren)可。