近期特斯拉降價(jià)成為行業(yè)熱點(diǎn),，很多朋友都好奇特斯拉怎么降低成本而且宣稱每半分鐘造一臺(tái)車的,。目前來看特斯拉德州工廠的節(jié)拍是平均每臺(tái)車45秒，而上海工廠的節(jié)拍更是達(dá)到了平均每臺(tái)車38秒,?？磥斫?jīng)過長期的運(yùn)營管理優(yōu)化半分鐘一臺(tái)車也是有可能實(shí)現(xiàn)的。那么它背后有哪些黑科技呢,？讓我們一起來聊一下高效生產(chǎn)背后的汽車一體式壓鑄制造技術(shù)的神奇之處吧,。

↑特斯拉工廠平均每45秒生產(chǎn)一臺(tái)車

首先要澄清兩點(diǎn)，雖然特斯拉公布了整車一體式壓鑄專利，但是目前一體式壓鑄還只能制造車身當(dāng)中的部分關(guān)鍵零件,。另外一體式壓鑄并不是最早在汽車制造當(dāng)中應(yīng)用的鑄造工藝,。那么讓我們先來看看什么是鑄造。

什么是鑄造

鑄造是將液體金屬澆鑄到與零件形狀相適應(yīng)的鑄造空腔即模具中,，待其冷卻凝固后,，以獲得零件的方法。也就是將金屬由液體轉(zhuǎn)換成固體過程中得到所要形狀的制造方法,。與其對(duì)應(yīng)的是沖壓,，沖壓是靠壓力機(jī)和模具對(duì)金屬施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形從而獲得所需形狀的加工方法,。也就是將金屬由固體的一種形狀轉(zhuǎn)換成固體另一種所要形狀的制造方法,。鑄造相對(duì)來說可以獲得的形狀更加立體更加復(fù)雜。

↑法拉利V12全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)及對(duì)應(yīng)砂鑄所用砂模

鑄造的主要應(yīng)用分類

鑄造目前在汽車制造中的主要應(yīng)用分類包括重力鑄造和高壓鑄造兩大類,。

1.重力鑄造

最早在汽車制造當(dāng)中應(yīng)用的鑄造工藝其實(shí)是鑄鐵或鑄鋁發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的制造工藝,。目前高性能發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)砂鑄技術(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)砂鑄嚴(yán)格意義上應(yīng)該稱作砂芯重力壓鑄Sand Core Gravity Die Casting,。說的簡單一點(diǎn),，融化的鋁合金需要倒在一個(gè)沙子做的模具（砂模）里，等冷卻了以后需要砸除鋁合金鑄件外部的砂模,。因此鑄造中的砂模是一次性的,，每個(gè)砂模都有微小的區(qū)別。需要繁瑣對(duì)砂模檢驗(yàn),、修補(bǔ),、澆注、砸除,，再對(duì)得到的鑄件檢驗(yàn),、測試，不合格的還要回爐再造,。因此發(fā)動(dòng)機(jī)砂鑄成了高性能的全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)的代名詞,。砂鑄技術(shù)是所有法拉利和瑪莎拉蒂跑車的御用發(fā)動(dòng)機(jī)鑄造技術(shù)。

↑寶馬全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)砂鑄設(shè)備和所用砂模

而BBA也普遍采用了該發(fā)動(dòng)機(jī)重力壓鑄技術(shù),。由寶馬的官方發(fā)動(dòng)機(jī)資料來看新一代的模塊發(fā)動(dòng)機(jī)B48/B58系列發(fā)動(dòng)機(jī)缸體所用的鋁合金牌號(hào)為AlSiMgCu0.5,，屬于硅鎂鋁合金，對(duì)應(yīng)使用砂芯重力壓鑄技術(shù),。使用了新的硅鎂鋁合金材料后，寶馬還可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體進(jìn)一步熱處理,，提高發(fā)動(dòng)機(jī)缸體強(qiáng)度,。寶馬專利的硅鎂鋁合金熱處理過程通過較長時(shí)間的500攝氏度以上固溶熱處理，然后水冷降溫到接近室溫進(jìn)行淬火處理以提高發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)度。

2.高壓鑄造

↑特斯拉一體式壓鑄生產(chǎn)過程

而今天介紹的主角高壓鑄造就是通常我們說的壓鑄,，它將鋁液倒入壓室內(nèi),，通過其壓力高速充滿模具型腔，并使鋁液在壓力下凝固從而形成鋁鑄件,。不同于重力鑄造是鋁液在地球重力作用下依靠重力注入鑄型的工藝,，壓鑄在特殊高壓填充設(shè)備的幫助下鑄造速度更快生產(chǎn)效率更高。

一體式壓鑄帶來汽車制造的變革

↑特斯拉一體式壓鑄帶來生產(chǎn)工藝提升

一體式壓鑄正在為汽車制造帶來巨大的變革,，以特斯拉公布的數(shù)據(jù)來看一體式壓鑄將帶來的生產(chǎn)工藝提升具體包括減輕10%的零部件重量,、等效增加14%的純電續(xù)航里程和減少零部件數(shù)量達(dá)370個(gè)。大大減少的零部件數(shù)量簡化了特斯拉的生產(chǎn)步驟,，從而優(yōu)化了相應(yīng)的生產(chǎn)運(yùn)營管理效率,。

↑奧迪A8全鋁車身連接工藝

傳統(tǒng)的車身生產(chǎn)工藝包括沖壓、焊接,、涂裝和總裝四大部分,，而一體式壓鑄嘗試去簡化的就是沖壓+焊接的部分。以第四代奧迪A8全鋁車身連接工藝為例,，它包括激光焊（鋁-鋁）,、膠粘（鋁-碳纖維）、MIG熔化極氣體保護(hù)電弧焊,、半空心自沖鉚接,、激光焊（鋼-鋼）、無鉚壓力連接,、卷邊連接,、MAG熔化極活性氣體保護(hù)電弧焊、攪拌摩擦焊,、熱熔自攻絲連接和電阻點(diǎn)焊（鋼-鋼,、鋁-鋁），總焊點(diǎn)和鉚接點(diǎn)超過上萬個(gè),。

↑特斯拉一體式壓鑄大幅減少零部件和焊點(diǎn)數(shù)量

而以采用車身制造傳統(tǒng)工藝的特斯拉Model 3車型為基準(zhǔn),，Model Y車型后部下車身采用一體式壓鑄工藝減少了70個(gè)零部件，而進(jìn)一步演進(jìn)版本后部下車身和前車頭藍(lán)色部分部件因?yàn)橐惑w式壓鑄工藝共減少了171個(gè)零部件和1600焊接點(diǎn),。這也讓特斯拉車型的總焊接點(diǎn)減少至50個(gè)左右,，大幅增加了生產(chǎn)自動(dòng)化程度和運(yùn)營管理效率。

↑特斯拉一體式壓鑄（下）與傳統(tǒng)工藝（上）比較

在提升生產(chǎn)效率的同時(shí),，一體式壓鑄技術(shù)幫助特斯拉每個(gè)相關(guān)零部件成本降低達(dá)40%,。這也是特斯拉積極推動(dòng)進(jìn)一步適配一體式壓鑄技術(shù)到更多零部件甚至整車的直接推動(dòng)力。于此同時(shí),，一些技術(shù)難點(diǎn)仍然是一體式壓鑄普及的技術(shù)挑戰(zhàn),，那就是一體式壓鑄高壓設(shè)備,。目前特斯拉正在全面升級(jí)來自力勁科技的6000噸和9000噸級(jí)Giga Press一體式壓鑄機(jī)，它們是實(shí)現(xiàn)半分鐘一臺(tái)車的技術(shù)關(guān)鍵,。

↑特斯拉Giga Press一體式壓鑄機(jī)

綜上所述,，鑄造目前在汽車制造中的主要應(yīng)用分類包括重力鑄造和高壓鑄造兩大類。行業(yè)正在從高性能鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)重力鑄造向車身一體式壓鑄拓展,。一體式壓鑄為汽車制造帶來巨大的變革,。相比于傳統(tǒng)車身制造工藝，一體式壓鑄將減輕零部件重量,、減少零部件和焊點(diǎn)數(shù)量,，從而優(yōu)化了相應(yīng)的生產(chǎn)運(yùn)營管理效率。一體式壓鑄高壓設(shè)備仍然是一體式壓鑄普及的技術(shù)挑戰(zhàn),。