说到特斯拉,大家或许会想到它的Autopilot自动辅助驾驶系统、堪比超级跑车的百公里加速时间,以及超越丰田、大众等老牌汽车制造商的股票在市场上买卖的金额。但在这些表面工程下面,特斯拉同样注重内在部分的打造,就像一位德高望重的武学大师,除了给人以强大的外在气场外,内功的修炼同样重要。
今天想和大家聊的内功便是车辆的骨架,也就是白车身的制造。众所周知,汽车制造中的4个重要环节:冲压、焊接、涂装和总装,前两个都是关于车身的,可见它的重要性。传统汽车的白车身由不同厚度和规格的钢板开始,被各种冲压机折叠切割变成小的部件,然后由人工或机器人用焊接的方式组合在一起,最终形成完整的白车身。
这就像我们小时候玩的手工折纸模型,先要把不同的部件剪下来,然后对这些部件进行折叠和粘合,最终组装成成品。模型在我们玩耍时难免会损坏,尤其是粘合的接缝处,但由整个纸张做的部件就不会有类似问题。汽车同样也是如此,例如在车辆发生剧烈碰撞时,焊接处发生断裂的概率总高于非焊接的部分。
上图是一体式压铸机的专利图,但这只是马斯克对未来汽车制造业的一种构想,目前还难以做到整车压铸,只能实现后地板的压铸成型。
特斯拉针对这样的一个问题的解决办法是使用一体式压铸机,据悉这将是世界上最大的一体式铸造机,它的出现将结束“折叠”和“粘合”的大部分工作。说到压铸大家或许会比较陌生,它其实是一种利用高压强制将金属熔液,压入形状复杂的金属模内的一种精密铸造法,优点是抗拉强度高,比普通的铸造合金高近一倍,适合制造铝合金轮圈、车架等高强度耐冲击的部件。
目前,特斯拉的一体式压铸机已经在特斯拉的弗里蒙特(Fremont)工厂安装好,将用来生产Model Y车型。
一体式压铸机将带来创新的“下车身一体成型”工艺,通过将铝液压入6000T压铸机内,便能实现包括防撞梁在内的整个后地板一体成型,这让Model Y的整个后地板铸造零件数量从70个降为4个,然后只有1个。目前特斯拉的这种一体式压铸机慢慢的开始在特斯拉的弗里蒙特(Fremont)工厂运转,用来生产Model Y车型。未来,特斯拉在上海的工厂也将配备这种一体式压铸机。
一体式压铸机不单单是一项具有革新意义的造车技术,对于制造来说能够大大减少工厂的建造时间、缩短经营成本、降造成本以及模具数量等,能够降低所有制造环节的成本。
一体式压铸机的使用,让Model Y的整个后地板铸造零件数量从70个降为4个,最后只有1个。
一体式压铸机不仅仅服务于制造效率,对于车辆本身来说,因为减少了冲压和焊接的工作,所以能从根本上解决车身异响的问题;对于安全性来说,一体成型工艺也会带来高度集成的模块化设计,势必发生碰撞时的安全性也将得到极大的提高。
一体化压铸的工艺将减去特斯拉多余的车身重量,后地板总成重量大约降低30%,成功“瘦身”的特斯拉,也将进一步增加行驶里程。
最后则是对于环保的贡献,传统冲压在生产的全部过程中会产生约50%的废料,一体成型工艺因为使用的是高温的铝液,所以能100%的利用原材料,还能将其他冲压的铝材废料进行回收利用,从生产角度节省了资源和能源,这也符合特斯拉的环保初衷。
从中保研公布的Model 3碰撞测试成绩来看,它在耐撞性与维修经济性指数方面获得一般评价,在车内乘员安全指数方面,以及车辆辅助安全指数方面,测评结果均为优秀,在车外行人安全指数方面,获得良好成绩。采用一体式压铸技术后,碰撞成绩想必会更加出色。
对于消费者来说,碰撞事故是我们不想遇到,废料二次利用的红利我们也得不到,但减轻的车重却能增加更多的续航能力,同时更轻的车身重量,也能在操控方面有显著提升,这些都是我们喜闻乐见的。
不过我们也应该意识到,压铸也有自己的短处,例如它使用的材料强度相比一般的高强度钢还是有差距的;另外,如果发生意外事故碰撞,铸造车身的维修和复原成本或许会更高。
编辑总结:车身制造工艺是我们在购车时难以察觉的部分,很多主机厂宣传的激光焊接其实就是这部分,但一体式压铸技术应该是更高阶的工艺了。特斯拉率先采用这一技术,相信会推动整个产业的进步,势必以后也会有更多的主机厂加入其中。看到这个地方的网友给大家揭晓一个彩蛋吧,据悉这台一体式压铸机是一家来自意大利名叫意德拉(IDRA)的厂商提供,但它目前已经被中国的力劲集团收购,算是咱们的中资企业。所以以后的自主品牌是否也会采用类似技术?我们拭目以待吧。
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