撰文 / 錢亞光
編輯 / 黃大路
設計 / 師 超
來源 / Reuters, www.theverge.com，作者：Norihiko Shirouzu, Giuiio Piovaccari, Andrew J. Hawkins
特斯拉正在放棄其開創性的「Gigacasting（一體式壓鑄）」工藝。
據兩位熟悉此事的知情人士透露，特斯拉曾計劃在一體式壓鑄方面進行大膽創新，但目前特斯拉已停止這一努力，轉而堅持使用更成熟的三件式鑄造車身下部的方法，基本上與特斯拉用於其最後兩款新車型——Model Y和Cybertruck的三件式生產流程相同。
推遲這一潛在的制造突破，標誌著特斯拉在調整因銷量和利潤率下滑、全球電動汽車需求減弱以及來自其他電動汽車制造商的激烈競爭而采取的削減短期支出策略。
汽車工業在近十年發生了翻天覆地的變化。從動力系統的顛覆，到車輛智能化快速發展甚至改變了車輛自身的定義。如今，特斯拉在一體式壓鑄技術上的進一步發展，或許也將徹底改變車輛的制造方式。
2021年5月13日，特斯拉在柯士甸超級工廠完成了Model Y的首次前置鑄造▼
特斯拉Model Y在采用一體式壓鑄技術後，其後車身制造時間可從1-2小時縮短至60-120秒，也就是1-2分鐘，Model Y成本則可降低約40%，整車重量降低10%。
Model 2作為特斯拉的基礎款車型，車身底部簡單，被視為更適合用來做底部一體式壓鑄的嘗試。此外，據稱，這項技術也被計劃用於生產未來的Robotaxi。
自從特斯拉率先將一體式壓鑄技術用於車身結構件後，已有多家車企跟隨采用了這種技術。據不完全統計，包括蔚來、高合、小鵬、沃爾沃、豐田、極氪等車企均在研發一體式壓鑄技術。
除了成本、效率以及輕量化的優勢外，一體式壓鑄車身對於車身剛度的提升也很明顯。而另一方面，隨著越來越多車企跟進套用這一技術，當然也推動了一體式壓鑄技術的多方面進步，並刺激壓鑄機廠生產出更適應車企需求的產品。
未來標準或降本利器
在去年3月的投資者日活動上，馬斯克曾介紹了特斯拉對未來生產工藝的暢想，即Unbox。
這一工藝將車輛零部件分成6大模組，每個模組單獨生產，在工廠的專用區域組裝零件，在最後將所有零件組裝在一起形成整車。
該工藝承諾可以加快汽車制造速度，同時將成本降低一半。特斯拉表示，透過Unbox流程生產車輛，制造人員將減少40%，制造所需的空間和時間將減少30%。
美國柯士甸特斯拉超級工廠俯瞰圖▼
圖片來源：REUTERS/Go Nakanura/File Photo
據訊息人士稱，特斯拉的這項技術將使其能在18-24個月內從頭開始完成一款汽車的開發。而大部份競爭對手可能需要三到四年的時間。而一體式壓鑄技術該技術是Unbox制造策略的核心，是其計劃在未來十年內生產數千萬輛更便宜的電動汽車，同時保持盈利的關鍵。
路透社援引五位熟悉特斯拉一體化鑄造業務的人士的話稱，當特斯拉開發新的小型車輛平台時，其目標是將電動汽車幾乎全部復雜的底盤部件一次鑄成，而不是傳統汽車的約400個部件。長期目標是徹底簡化制造流程並大幅降低成本。
最近，據路透社報道，兩位了解此事的知情人士透露，特斯拉已停止了這一努力，轉而堅持使用更成熟的三件式鑄造方法：兩塊一體式鑄造的前、後部件和一塊由鋁和鋼框架組成的用於存放電池的中部部件。這基本上是該公司在前兩款新車型——Model Y和Cybertruck上使用的方法相同。
對於放棄下一代一體式鑄造技術，特斯拉未回應媒體置評請求。
兩位訊息人士稱，特斯拉決定停止更創新、更復雜的單件鑄造工藝的研發工作的依據是加快Model 2的開發進度，並避免任何昂貴的延誤或制造問題。
路透社最早在4月5日報道稱，特斯拉取消了Model 2的生產計劃，要將公司的資源投入到全自動的Robotaxi上。隨後，特斯拉對此進行辟謠，重申了其制造更經濟實惠的電動汽車的計劃，但在最近的財報電話會議上，馬斯克不願透露太多具體細節，只是表示其下一代車型「將利用下一代平台的部份特性以及我們當前平台的部份特性，並能夠在與我們當前車型陣容相同的生產線上生產」。
當被問及特斯拉的「Gigacasting」一體式壓鑄創新是否與其生產更經濟實惠的電動汽車的計劃有關時，馬斯克轉而談到了他最喜歡的話題：自動駕駛。「我們應該被視為一家人工智能機器人公司，」他說。「如果你把特斯拉僅僅看作是一家汽車公司……這完全是錯誤的框架。」
從那時起，到現在該公司已經在全球範圍內裁減了超過10%的員工，失去了幾位高管，並且財務報告的收益未能達到一些華爾街分析師最悲觀的預測。
這些舉措也反映了特斯拉的戰略轉變，該公司現在更專註於開發自動駕駛汽車，而不是推動電動汽車銷量的大幅增長。
巨額投入和空前難度
到目前為止，汽車制造商一直不願鑄造越來越大的部件，因為一體式壓鑄有著難在克服的困境：制作面積為1.5平方米或更大的部件，可以提高效率，但前期成本高昂，且存在諸多風險。
一位鑄造專家稱，一旦制作了一個大型金屬試驗模具，在設計過程中進行任何機械調整都可能花費10萬美元，而重新制作整個模具的費用可能高達150萬美元。
另一位專家表示，制作一個大型金屬模具的整個設計過程通常需要花費約400萬美元。
據訊息人士稱，這對汽車制造商來說，被認為是不可行的，尤其是考慮到一個設計可能需要進行六次或更多次的調整，才能從噪音、振動、裝配和塗裝，人體工程學和碰撞安全性的角度達到完美的模具。
如果要將整個車身底部用一體式壓鑄技術來實作，目前來看，還需要解決兩大問題。
一是如何低成本地設計並測試這個巨大且復雜部件的模具，並最終將其投入大規模生產，其中也包括是否已經有相應的壓鑄機。
要實作壓鑄如此大型的車身部件，特斯拉還需要更大的壓鑄機。目前特斯拉用於Model Y車身件的一體壓鑄機是鎖模力為6000噸級別的壓鑄機。而其擁有的鎖模力最大的機器是專為生產Cybertruck打造的9000噸級別壓鑄機，來自長期為特斯拉供貨的IDRA集團。
目前前後分體的壓鑄件，用現有的壓鑄機就能滿足，但壓鑄面積越大，對鎖模力的要求則越高。如果要實作整個車身底部一體式壓鑄，涉及的鑄件面積達到6平方米甚至更大，鎖模力需要達到16000噸的級別。 這將進一步拉高成本，同時，由於體型巨大，可能需要更大的廠房。
二是在將整個底部結構整合為一個部件，並采用壓鑄技術進行生產後，需要解決空心副車架的鑄造難題。
特斯拉上海超級工廠生產Model Y用的壓鑄機▼
來源：特斯拉2020年第四季度財報
據訊息人士稱，馬斯克從一開始就決心找到一種方法，將車身底部整體鑄造出來，盡管存在風險。為了克服這些障礙，特斯拉轉向了使用工業砂和3D印表機制造模具的公司。
據三位訊息人士稱，鑄造專家透過開發特殊合金、微調熔融合金冷卻過程以及制定後處理工藝，克服了這些障礙。
根據路透社的報道，即便需要經過多次調整，砂型鑄造的設計驗證過程也是成本最低的，僅為金屬模具的3%。同時，使用砂型鑄造的設計驗證周期僅需兩到三個月，而金屬模具原型則需要六個月到一年。
不過，一體壓鑄車底結構件的工藝要求也很高。這位工程師表示，主要是鑄件尺寸越大，變形量和應力集中的問題會更明顯，這是生產端的問題。而在售後上，是大家已經有所認知的成本問題，撞擊後維修更換的成本較高。
特斯拉和馬斯克曾表示，一體式壓鑄有助於汽車制造商從長遠角度降低成本。但汽車制造專家表示，這一過程需要進行大規模的前期投資，而且要完善這一過程非常困難且耗時。
車輛制造專家表示，特斯拉在一體式鑄造技術的開發上采用更為保守的做法並不令人意外，在某種程度上反映了該公司在按時推出復雜且創新的車型方面所經歷的痛苦歷史。
特斯拉的極具實驗性的Cybertruck在經過了長時間的制造問題處理後，於去年秋季以遠高於預期的價格亮相。特斯拉仍在努力以大規模市場產量生產這款具有棱角的不銹鋼皮卡。
特斯拉生產Cybertruck時使用的9000噸壓鑄機▼
圖片來源：IDRA
美國工程公司Caresoft Global的總裁泰利·沃約奇斯基(Terry Woychowski)表示，推遲采用一體鑄造技術將使該公司避免在制造和設計方面進行大規模的短期投資。沃約奇斯基曾對包括特斯拉在內的多款車型進行拆解和工程分析。
他認為，如果特斯拉能夠大規模鑄造電動汽車的底盤大部份部件，將進一步顛覆汽車的設計和制造方式。「這是一種超級增強劑。它對行業有著巨大的影響，但這是一個非常具有挑戰性的任務，」沃伊喬斯基說，他在美國汽車制造商通用汽車(GM)工作了30多年。
「他們難道不想把所有部件都做成一個大部件嗎？當然想，但這要付出多大的代價呢？」沃約奇斯基問道。
車輛制造專家、麻省理工學院(MIT)前研究主任占士·沃馬克(James Womack)表示，特斯拉放棄一體鑄造技術反映了該公司去年的匆忙行動，旨在推出一款售價2.5萬美元的新車，以趕上已經在低價電動車市場占據主導地位的中國制造商。
但沃馬克表示，推進一項創新的生產工藝對幫助特斯拉向消費者銷售汽車作用不大。「從公眾和消費者的角度來看，這並不太令人興奮，而且你不知道這究竟是否真的能節省大量成本。」沃馬克說。
