文｜節(jié)點(diǎn)AUTO 天璣
2020年，特斯拉在加州工廠使用了6000噸級的壓鑄機(jī)，首次在Model Y后地板上采用一體化壓鑄技術(shù)，這讓Model Y后地板的零件減少了79個(gè)，焊點(diǎn)由700-800個(gè)減少到50個(gè)，相同部件的生產(chǎn)時(shí)間由至少兩小時(shí)縮短至80-90秒。特斯拉因此走出了產(chǎn)能地獄，取得了舉世矚目的成績。
對一體化壓鑄技術(shù)，馬斯克給予了高度評價(jià)，甚至不惜拿Model 3開涮，“Model 3的接縫如此差勁的根本原因，是沒有用我們最新的一體化壓鑄技術(shù)。 ”
在特斯拉之后，其他車企紛紛跟進(jìn)一體化壓鑄技術(shù)，包括大眾、吉利、小鵬、蔚來和理想等，剛開完技術(shù)發(fā)布會(huì)的小米汽車也是其中一員。
然而，任何新事物都有從不完善走向完善的過程，一體化壓鑄技術(shù)有“奇效”，也有局限性。
什么是一體化壓鑄技術(shù)？
鑄造技術(shù)非常古老，可以追溯到青銅器時(shí)期，壓鑄屬于鑄造的一種，它比傳統(tǒng)意義的鑄造多了一個(gè)“注射器”（壓鑄機(jī)）。經(jīng)過加壓后，能一次性制造出更復(fù)雜的部件，所以也被稱為一體化壓鑄。
對于汽車行業(yè)來說，一體化壓鑄技術(shù)并不新鮮。早在上世紀(jì)五十年代，就有企業(yè)把這項(xiàng)技術(shù)引入了汽車零部件的生產(chǎn)制造中，不過范圍局限于小型零部件，而特斯拉把范圍擴(kuò)大到了大型零部件。
在汽車生產(chǎn)制造過程中，有沖壓、焊裝、涂裝和總裝四大工藝，原材料經(jīng)過四大工藝的“裝飾”后，就變成了一輛白車（整個(gè)轎車零部件的安裝載體，是汽車的基本骨架，其生產(chǎn)成本約占整車的 45%~65%），一體化壓鑄技術(shù)可以應(yīng)用到?jīng)_壓-焊接環(huán)節(jié)中。在傳統(tǒng)工藝中，這兩個(gè)環(huán)節(jié)需要多道工序，工藝操作繁瑣，效率有待提高。
為了能讓一體化壓鑄技術(shù)制造大型零部件，特斯拉從力勁集團(tuán)采購了大型壓鑄機(jī)Giga Press，它的鎖模力高達(dá)6000 噸，是當(dāng)時(shí)行業(yè)內(nèi)最高噸位的壓鑄機(jī)。
在特斯拉上海超級工廠中生產(chǎn)的Model Y，其車身后地板就是用一體化壓鑄工藝制作的，這讓Model Y的制造時(shí)間從1-2小時(shí)縮短至不到2分鐘，占地面積節(jié)省了30%，生產(chǎn)工人減少200多個(gè)。據(jù)特斯拉透露，這給Model Y節(jié)省約20%的制造成本。
按照馬斯克的計(jì)劃，特斯拉的前地板、電池殼等部件也將會(huì)用一體化壓鑄技術(shù)制造。如果一切順利，整車重量可以減輕10%（使用鋁合金），續(xù)航提升14%。目前，特斯拉已經(jīng)在德州工廠生產(chǎn)一體成型的前地板。
此外，一體化壓鑄技術(shù)還能讓車身輕量化、更安全、空間利用率更大的優(yōu)勢，這可以讓新能源汽車擁有更高的續(xù)航和更大的空間。這些優(yōu)勢，每一個(gè)都是車企難以拒絕的誘惑。
以最近公布的小米超級大壓鑄技術(shù)為例，它實(shí)現(xiàn)了零件72合一、焊點(diǎn)減少840個(gè)，減重17%，生產(chǎn)工時(shí)減少45%。“小米泰坦合金”壓鑄成型的一體化后地板及CTB一體化電池技術(shù)，小米SU7整車扭轉(zhuǎn)剛度高達(dá)51000N·m/deg，相當(dāng)于傳統(tǒng)油車的兩倍。
隨著越來越多的車企采用一體化壓鑄技術(shù)做大型零部件，這項(xiàng)技術(shù)又被車企玩出了新花樣。比如，各個(gè)車企選擇的壓鑄車身部分不同。特斯拉、問界和小米汽車都是車身后地板，問界還把范圍擴(kuò)大到了前機(jī)艙總成，極氪則是車身中段和后身。
壓鑄機(jī)的噸位是一體化壓鑄技術(shù)的關(guān)鍵指標(biāo)，目前車企中噸位最大的是哪吒，它正在研發(fā)20000+噸壓鑄設(shè)備，號稱“刷新行業(yè)紀(jì)錄”。
然而，正如我在開篇中提到，任何事物都有兩面性，決定車企是否選擇一體化壓鑄技術(shù)時(shí)，不僅要考慮優(yōu)勢，還要考慮劣勢。
一體化壓鑄技術(shù)有哪些弊端？
車企大范圍跟進(jìn)一體化壓鑄技術(shù)的時(shí)間點(diǎn)，是特斯拉把技術(shù)玩出新花樣之后，為什么車企之前沒有把這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍擴(kuò)大到大型零部件上？這背后其實(shí)隱藏了車企對一體化壓鑄技術(shù)的擔(dān)憂。
首先，一體化壓鑄技術(shù)本身有弊端，那就是壓鑄件中常有氣孔及氧化夾雜物存在，這會(huì)影響成品的性能。有行業(yè)人士曾表示，這種零部件在一些車企的內(nèi)部會(huì)被視為不合格產(chǎn)品。
其次，一體化壓鑄技術(shù)制造的零部件會(huì)推高維修成本。
中保研曾經(jīng)對2021款標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航后輪驅(qū)動(dòng)版Model Y做過測試，結(jié)果顯示它在“車內(nèi)成員安全指數(shù)”、“車外行人安全指數(shù)”等方面拿了優(yōu)秀的成績，而在“耐久性與維修經(jīng)濟(jì)性”上，卻拿到了較差的成績。
拆解來看，中保研的“耐久性與維修經(jīng)濟(jì)性”由四部分構(gòu)成，分別是結(jié)構(gòu)耐撞性、碰撞兼容性、可維修性、維修經(jīng)濟(jì)性。前兩部分的成績是良好、一般，后兩部分的成績是較差。
因此，對消費(fèi)者來說，使用一體化壓鑄技術(shù)制造大型零部件組成車身的車輛，最大的困擾就是維修費(fèi)用貴。2022年2月，一輛江蘇牌照的Model Y在倒車時(shí)撞到了墻角，導(dǎo)致車輛后車身受損，維修費(fèi)接近20萬元。車主吐槽稱，“新車才28萬元，還不如報(bào)廢。”
對此，車企有多種應(yīng)對策略。特斯拉選擇自己成立保險(xiǎn)公司，把理賠環(huán)節(jié)掌握在自己手里。 中國車企偏向在工程入手解決問題。小米SU7的后地板采取了三段式防撞設(shè)計(jì)，在普遍的中低速碰撞中，能夠?qū)崿F(xiàn)只更換防撞梁和潰縮區(qū)，不更換后地板，極氪則提出了四段分區(qū)碰撞策略。
種種跡象表明，一體化壓鑄技術(shù)雖然有優(yōu)勢，但是還有些問題需要解決。實(shí)際上，即便所有車企都認(rèn)可一體化壓鑄技術(shù)，它們也很難把它引入到生產(chǎn)線中，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)有很高的門檻。
做一體化壓鑄的正確姿勢是什么？
多數(shù)人認(rèn)為一體化壓鑄技術(shù)可以降低成本，而特斯拉的毛利率表現(xiàn)也證明了這一點(diǎn)，但是有一點(diǎn)被忽略了，那就是特斯拉具備需求側(cè)的規(guī)模效應(yīng)。即便一體化壓鑄技術(shù)的建設(shè)成本比傳統(tǒng)鑄造方式高，特斯拉依然可以通過Model Y的銷量規(guī)模，消化前期投入。據(jù)乘聯(lián)會(huì)數(shù)據(jù)，2023年，Model Y僅在中國市場就交付了64.6萬輛，能與之一戰(zhàn)的只有比亞迪。
另一方面，市場和消費(fèi)者認(rèn)為，車企使用一體化壓鑄技術(shù)的動(dòng)力是“降本”主要原因。其實(shí)，更大的動(dòng)力應(yīng)該是提高效率。
首先，市場夸大了一體化壓鑄技術(shù)節(jié)省成本的功效，它的全周期成本并不低。壓鑄機(jī)只是壓鑄技術(shù)的部分設(shè)備，其他還有壓鑄模具、熔煉爐、噴涂設(shè)備、拾取設(shè)備、冷卻設(shè)備、修邊機(jī)、高真空設(shè)備等等，這些設(shè)備的采購價(jià)格很高。2021年，力勁集團(tuán)推出了9000T壓鑄機(jī)，其價(jià)格超過1億元。
據(jù)中金證券測算，同樣年產(chǎn)10萬輛車，采用傳統(tǒng)沖壓-焊接工藝時(shí)，沖壓+焊接環(huán)節(jié)的設(shè)備總投資約5.2億，全部采用一體化壓鑄工藝，相對應(yīng)環(huán)節(jié)設(shè)備總投資為7.1億。如果沒有足夠的銷量消化投入，這樣做并不劃算。
其次，特斯拉是這方面的帶頭人，而它一向強(qiáng)調(diào)效率。李想也認(rèn)為特斯拉這樣做不是為了降本，而是為了提升效率。
他曾表示：在特斯拉眼里，成本和效率不是一個(gè)概念，效率是說怎么在最短時(shí)間內(nèi)提供足夠多的產(chǎn)能，這是它思考的很多、很多問題。上海工廠1300畝地今年大概能做到80萬到90萬的產(chǎn)能，這在歷史上從來沒有出現(xiàn)過的。
除了成本高外，壓鑄技術(shù)本身就有較高的壁壘，如果把它應(yīng)用到大型零部件的生產(chǎn)中，壁壘會(huì)更高。
比如生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)流程需要更新，這要求車企和供應(yīng)商要重新設(shè)計(jì)設(shè)備、積累經(jīng)驗(yàn)。
另外，車企還要解決一些技術(shù)細(xì)節(jié)難題。比如熱處理，熱處理可以減少壓鑄過程中產(chǎn)生的氣泡。但是，由于存在熱脹冷縮，熱處理過程中材料很容易變形，這會(huì)降低材料的機(jī)械性能。
同時(shí)，鑄鋁件的體積越大，熱處理的難度就越大。此前，車企的解決思路是只生產(chǎn)小型的鑄鋁件，而特斯拉選擇開發(fā)無需熱處理的新材料。2015年，特斯拉挖來了材料領(lǐng)域的大牛查爾斯·柯伊曼，才開發(fā)出了新的鋁合金配方，解決了免熱處理的難題。
2021年底，蔚來也表示開發(fā)出了新的免熱處理材料，將應(yīng)用在蔚來ET5的車身后底板相關(guān)部件上，新材料由蔚來和供應(yīng)商聯(lián)合開發(fā)，蔚來ET5是蔚來第一款采用一體化壓鑄工藝的車型。
以特斯拉為參照，車企想要在大型零部件上使用一體化壓鑄技術(shù)，并做到不虧本，需要擁有足夠的銷量規(guī)模去消化投入。當(dāng)然，也可以反其道而行，先通過一體化壓鑄技術(shù)把輕量化、生產(chǎn)效率提上來，但這樣可能會(huì)讓車企錯(cuò)失搶占市場時(shí)間。
為了提高效率，一體化壓鑄技術(shù)會(huì)是汽車行業(yè)的一個(gè)不可逆的趨勢。但在實(shí)際應(yīng)用中，一體化壓鑄不是萬能藥，車企需要具備系統(tǒng)性的前提條件或能力，才能把它運(yùn)用好。