一体铸造这个饼，特斯拉画不下去了

2024-05-13 09:29

汽车公社

关注

导语

Introduction

第一曲线，行过顶峰；第二曲线，竟在何处？

作者丨林登万

责编丨石劼

编辑丨何增荣

2018年年底的一天，在帕洛阿尔托，马斯克坐在特斯拉工程总部的办公桌前，把玩着一个Model S的玩具车模，它看起来就像是真车的微缩版。当马斯克把它拆开后，发现里面甚至有一套悬挂系统，但整个车底被压铸成了一整块金属。在当天的团队会议上，马斯克拿出了这辆玩具车，把它放在白色的会议桌上，他问：为什么我们不能这样做？

上面这段颇富戏剧性色彩，仿佛来自国产网络爽文的情节，实际载于去年出版的《埃隆·马斯克传》，由美国著名传记作家沃尔特·艾萨克森执笔。

图|汽车产业普及压铸化工艺，竟然始于一台Model S车模对马斯克本人的启示，这种戏剧性的描写可以说是非常之传记化了

传记的描述，难免涉及美化和夸张。但有一点是可以肯定的，自从2020年9月特斯拉官方正式宣布，当时最新的Model Y车型将开始采用一体式压铸法来生产后车身底板总成，并且未来还将大幅度推进压铸技术在特斯拉品牌汽车上的使用以后。全球汽车行业在经历了短暂的迷茫以及混乱期后，开始迅速跟进。

一时之间，压铸工艺似乎成为了汽车制造技术未来的主要方向，欧洲、日本、美国乃至于本土车企，纷纷上马压铸技术。

大件压铸机的标志性数据是锁模力，即压铸机为克服金属液体注入型腔后熔体对模具的涨开力，施加给模具一股锁紧力。一般越是大的模具，需要的锁模力越强。自从2020年，力劲科技子旗下子公司意德拉专为特斯拉开发了锁模力达到6000吨的“Giga Press”以后，海内外的主机厂竞相追逐，不断下单更为强大的压铸设备。

安装压铸机的锁模力，也一路越过7000吨、8000吨和9000吨几个节点，水涨船高到了小米汽车用于生产SU7车型底盘大型总成件的9100吨“钢铁巨兽”。甚至在今年年初，小鹏汽车也宣布了其采购的12000吨级压铸机，已安装到位并已经启动生产。

然而这股由特斯拉带动的行业风向，在这个5月初却突然就变了。

劳动节期间，当“Tesla Even Gives Up On Next-Gen Gigacasting”（特斯拉甚至放弃了下一代一体式铸造）的标题出现在美国媒体的版面上的时候，想必很多人会感觉到蒙圈。因为就在去年3月1日的特斯拉投资者日上，才刚刚宣布了更为激进的“开箱工艺”（Unboxed Assembly Process），宣布要将生产成本进一步降低50%，同时将工厂空间减少40%。而其根本，便是一体化压铸工艺2.0版，即生产更加大尺寸的一体化铸件。

图|所谓“开箱工艺”的前提，便是更加多的压铸工艺

那么，究竟发生了什么，导致“世道”这么快就开始陡然而变了呢？

压铸机“军备竞赛”

将超过七十个零件合为一，可将“后地板”总重量降低30%，整车制造成本降低了40%——2020年9月，当特斯拉正式官宣Model Y将采用一体式压铸技术生产后地板总成的时候，这样解释该工艺带来的优点。

图|带来技术变革的6000吨级压铸机“Giga Press”

早在2019年特斯拉宣布最新的Model Y车型的同时，特斯拉就不断地通过各种明的暗的渠道，向其投资人乃至于外界透露，将在这款重要车型上“首创采用一体压铸式设计”。

毫无疑问，更高的产能与更低的成本，是汽车产业乃至于全球制造业，自诞生起自始至终的追求。所以为了实现这一点，特斯拉甚至牺牲了Model Y与Model 3的通用性。即便前者是以后者底盘为基础，开发姐妹车型。

但即便如此，整个过程以现在的视角看，仍旧堪称艰辛。

从2019年末，首次对外界放出风声起（实际试制应该早于此），一直折腾到2021年上半年，技术攻关的周期超过一年时间，才总算基本解决了大型压铸设备的部署、全工艺流程问题，乃至于合格率达标以及产能问题。而此前曾有消息称，在试制压铸件早期，合格率甚至低于四成。

图|2021年5月，在特斯拉德州工厂内，有人用无人机拍摄到了新到货的一批Model Y铸件

若非执着于这项工艺，特斯拉目前最具竞争力的车型Model Y，实际可以在2019年内实现交付，而不至于在官宣之后拖沓一年之久。至于产能爬坡，更是不必拖延至2022年初。

总算当时，在得到中国本土纯电汽车产业链加持后，特斯拉在纯电汽车的赛道上具有全球顶流实力，领先所有对手很大一截。所以最终才能有惊无险地走完了整个流程。

而Model Y的成功，也令所有有志于汽车制造的企业，似乎看到了新技术的曙光。上文提到过的压铸设备“竞赛”，也大致始于2022年末。

根据专业人士估算，要实现紧凑型车辆整个车身底部一体化压铸，压铸机的锁模力需要至少16000吨，小鹏汽车于今年年初启用的12000吨设备还尤为足够。

图|小鹏引进12000吨压铸机的目的，是生产用于X9车型的超大型铸件

当然这在今天的中国设备制造产业面前，似乎也不算什么大事，毕竟在去年12月就曾爆出过新闻称，哪吒汽车与力劲集团签署战略合作协议，计划共同研制具备超20000吨锁磨力的压铸设备。该设备一旦交付，理论上可以一次性加工中型车尺寸的底盘构件。

代价又是什么？

实际上，一体化压铸技术看似能大幅度节约车企的生产成本，但其初始投入却非常地高。除去对应的开发成本，以及投入巨资购买造价不菲的大型压铸机之外，企业同时还要负担开发和采购压铸模具，配套对应的熔炼炉的成本。

而压铸本身，还只是整个工艺的开端部分。在粗坯从压铸设备中取出后，尚需专门的冷却设备、拾取以及转运装置，以及对应的修边机械乃至于专用的喷涂工艺来进行后续的工序配套。

实际这就是开发了一整套新的工艺，并且弄了对应的生产线。

图|特斯拉2023Q3财报中，上海临港工厂一体化压铸车间的照片

而即便如此，一体化压铸在许多方面上仍旧无法和传统工艺相比。甚至特斯拉也一贯延续“美系糙车”传统风格，其铸件常常让人有一言难尽的感觉。

特斯拉官方就曾经“大大方方”地展示过一套Model Y采用压铸方式生产的后车身底板总成件，并与采用焊接工艺制作的Model 3同类部件进行对比。看过之后，只能说是令人深刻地领悟了什么叫“没有对比就没有伤害了”了。

首先是铸件在精度上，根本无法与冲压件相提并论。前者的误差往往达到毫米级，而现代汽车冲压工艺，却能把误差控制在10丝的范围。

此外，铸造工艺通常也难免存在气泡，而气泡一旦集中出现在某个区域势必导致铸件产生脆弱区。而为了能有效检测出这种缺陷，工厂也只能祭出X射线来进行探伤。但这就意味着要在车间里建一个专门检测用的房间，非常地麻烦而且费事。

此外为了增加铸件的强度，通常会在铸造完成后再进行热处理。但这样一来，热胀冷缩也是免不了的，势必使铸件原本就不好的精度问题更加严重。为此特斯拉专门研发了免热处理的专用铝合金，不需热处理，铸造完成即可达到一定的强度。但这样虽然可以提高良品率，但毕竟只是“一定的强度”……

图|“麻了……”

所以说到这里，各位应该明白特斯拉的工程师在那一年多时间里，都在折腾些什么事情了。采用压铸技术到底是不是马斯克的一个问题姑且不论，但为了实现这个“梦”，工程师团队确实是被折腾得够呛，而且很多时候也被迫进行了大量的技术妥协。

比如上面这个免热处理的问题，最后为了确保铸件的强度有足够的冗余，采取的折中便是多下点料，结果导致了起初在减重上画的饼，被还回去了相当的一部分。

那么是不是压铸件就一定做不好呢？其实也未必。

比如去年7月，笔者在参加一汽集团成立七十周年纪念时，看过其展示的经由8000吨压铸机加工的车身底板总成。其几乎能做到不亚于焊接加工的同类总成件的水准。

图|质量杠杠

此外，极氪副总裁赵春林就曾在其个人社交媒体账号，吐槽过特斯拉出品铸件的品质。吐槽非常地不留情面，但秀出对比图后显然也只是实话实说了。

当然，无论一汽集团还是极氪品牌，暂时都没有哪款车的月产量是能够和特斯拉的Model Y相比拟的。考虑到压铸技术本身的特性，特斯拉实际应该是通过大量的生产实践，在满足基本技术指标的同时，找到了一个相对最合理又经济的品控标准点。

图|特斯拉汽车原厂㊣认证

有瑕疵，但可以正常使用，也不至于影响安全。所以在特斯拉车主中间，也有了“我买的车有瑕疵，所以它是正版特斯拉”这样的自嘲。

由于积存的订单逐渐耗尽，整体盈利预期变差，马斯克在4月的时候宣布了特斯拉全球裁员10%的决定。部分高管，也被“劝退”甚至直接遭到解雇，其中不乏跟随其十年之久者。

而美国汽车数据与咨询企业Caresoft Global认为，特斯拉正面临着短期资金压力。而暂时停止扩大一体化压铸工艺的运用，将可以避免短期内投入过多难以短期收回的资金。因为想要实现整车底盘件的铸造，对于特斯拉而言需要配备至少20000吨级的超级压铸机。可以想象，增购这样的设备需要动用多少资金。更何况，目前也尚未解决整体压铸时面临的诸多技术问题。

更重要的是，消费者们也已经逐渐从之前几年的热潮中缓过劲来，甚至已经逐步意识到一体化压铸技术并不会提供给大家更为优秀的汽车，其唯一的价值是降低车企的生产成本。然而关键的是，在诸多因素交织之下，特斯拉目前却很难再度大幅度下调车价了……

此外，车型老化的问题也正成为特斯拉的隐忧。毕竟Model 3已经是一款发售于8年前的老车，甚至Model Y都已经发布了5年有余，而只有前者于去年进行了一次中期改款，主要变化是改了改大灯。消费者逐渐对其厌倦，也是可以理解的。