9月15日消息，據(jù)外媒援引五名知情人士透露，美國電動汽車制造商特斯拉將一系列創(chuàng)新結(jié)合起來取得了技術(shù)突破，有望將電動汽車車身底板一次壓鑄成型。這可能會改變特斯拉制造電動汽車的方式，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”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，讓競爭對手競相追趕。

知情人士說，為了擴(kuò)大領(lǐng)先優(yōu)勢，特斯拉即將推出制造工藝創(chuàng)新，能夠?qū)㈦妱悠嚨膹?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10年生產(chǎn)上千萬輛廉價(jià)電動汽車并仍能實(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生產(chǎn)，然后再將它們組裝在一起。但人們都在猜測汽車各個模塊的大小和構(gòu)成。

美國工程公司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汽車的車身底板，勢必會進(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)?！薄拌T造非常難做，特別是更大更復(fù)雜的鑄件?！?/p>

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個月內(nèi)從頭開始開發(fā)出一款汽車，而大多數(shù)競爭對手目前可能需要三到四年的時間。

五名知情人士表示，如果一切順利的話，特斯拉小型電動汽車就可以使用一個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2.5萬美元的電動汽車。

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提高耐撞性。

五名知情人士說，這兩項(xiàng)創(chuàng)新都是由英國、德國、日本和美國的設(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，而且存在無數(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

據(jù)一位鑄造專家說，一旦大型金屬測試模具制造成型，在設(shè)計(jì)過程中調(diào)整一次機(jī)械加工可能要花費(fèi)10萬美元，重新制作一個模具可能需要150萬美元。另一位專家表示，一個大型金屬模具的整個設(shè)計(jì)過程通常要花費(fèi)400萬美元左右。

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、裝配和拋光、人體工程學(xué)和耐撞性的多種角度來看，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月，而金屬模具原型則需要6個月到一年。

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汽車是其打造一個完整的電動汽車制造平臺的絕佳機(jī)會，主要是因?yàn)槠滠嚿淼装甯唵巍?/p>

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

知情人士說，“在某種程度上，其就像一艘船，一個兩端帶著小翅膀的電池托盤。把它做成一個整體是有意義的?！?/p>

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，為了快速沖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)壓力增加所帶來的一個問題是，它們無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。

但這個過程需要更長的時間。

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)來提高生產(chǎn)率，也可以選擇慢速注入熔融合金來提高質(zhì)量和通用性?！薄霸谶@一點(diǎn)上，仍然是贏面各一半的決定?！保ǔ匠剑?/p>