當燃油巨頭們仍在智能、電動領域苦苦追趕，特斯拉卻在他們最擅長的制造領域起了驚雷。

我比地球上任何人都更懂制造業！TED 2022年度演講會，馬斯克再爆金句。

馬斯克是不是最懂制造業的那一個，我們無從而知，但以一體壓鑄技術為代表，特斯拉正在深刻改變着汽車制造。

目前可以公開的情報：

在特斯拉引領的這場汽車制造變革中，已經确定跟進的，既有國内造車新勢力的禦三家蔚小理，也有傳統跨國大廠奔馳、沃爾沃等。

橫空出世

美東時間2020年9月22日的特斯拉電池日上，一體壓鑄正式揭開面紗。馬斯克表示Model Y的後下車體将由大型壓鑄設備一體壓鑄成型，不再由70多個沖壓件、鑄造件通過焊接、鉚接而來。

因為采用一體壓鑄技術，Model Y後下車體總成的重量降低30%，制造成本降低40%，制造時間由1-2小時革命性地縮短為約140秒。

而一體壓鑄在後下車體總成上的應用隻是開始，前下車體的一體壓鑄技術已經在特斯拉得州超級工廠投産應用，之後會是柏林、上海、加州，以及特斯拉在全球的每一個超級工廠。

特斯拉的終極目标是用2-3個大型壓鑄件和Structual Battery（4860結構電池組）的組合，替換掉370多個零件組成的整個下車體總成。屆時特斯拉下車體總成的重量可以降低10%，續航裡程預計增加14%。

70到1，370到1，一體壓鑄足以震動整個汽車制造業。因為除了輕量化和續航提升，一體壓鑄給汽車制造帶來的更深刻影響是成本控制和效率革命。

一體壓鑄對汽車制造的成本控制提升有多明顯？一體壓鑄采用的材料為鋁合金，而主要從事鋁合金精密鑄件生産銷售的文燦集團就曾測算過：

如果汽車白車身全部采用壓鑄鋁合金工藝，車身重量為200-250kg，根據鋁合金的市場價格35元/kg（文燦測算時市場行情），其理論壓鑄成本為每輛7000-8500元。

相比之下，傳統焊接制造的鋼制白車身重量一般為350-450kg，鋼材料價格約為18元/kg（測算時行情），鋼制白車身成本為每輛6300-8100元。再考慮到壓鑄材料的可回收性帶來的近乎100%的原料利用率，全鋁壓鑄車身的制造成本近乎相同于鋼制焊接車身。

這意味着，未來通過終極體的一體壓鑄技術，過去隻屬于特斯拉Model S/X、蔚來ES8、奧迪A8L這類旗艦車型的全鋁車身可以下沉到特斯拉Model Y、蔚來ET5、奧迪A4L這類入門車型上。

一體壓鑄引起的效率革命則更是颠覆級。傳統汽車制造流程圍繞着沖壓、焊裝、塗裝、總裝四大環節展開，一體壓鑄的橫空出世意味着對沖壓、焊接環節的直接沖擊，和對總裝環節的間接影響。

以後一體壓鑄為例，Model Y對比傳統制造流程下的Model 3，首先是後下車體由70個沖壓件、壓鑄件減少為1個壓鑄件，焊點也随之由700-800個減少到50個，同時因為一體壓鑄鋁合金的材料特性，免去了大量的熱處理流程。

删繁就簡下，制造效率的提升一方面體現在時間效率上，除了上面提到的每件生産耗時由1-2小時縮短為約140秒，還有背後相關聯的零件儲存、運輸等環節的效率提升。

另一方面體現在空間效率上。馬斯克表示，采用大型壓鑄設備後，工廠的占地面積減少30%。

因為一台占地100平米的大型壓鑄機，即可替代300個機械臂。

工程魔法

壓鑄作為一種金屬鑄造工藝，利用模具對腔内熔融金屬進行定型，分為重力澆鑄、低壓鑄造和高壓鑄造。

壓鑄工藝并不是汽車制造的稀客，尤其是高壓鑄造。汽車的發動機缸體、平衡軸殼體等結構複雜、表面質量要求高的大體積零件都是采用高壓鑄造工藝。

但在車身結構件的制造中，僅有前橫梁、左右門框、減震塔、尾蓋箱、縱梁等結構簡單的小型零部件采用壓鑄工藝生産。

大型車身結構件難以鑄造沖壓，首先是受限于自身複雜的結構。繁多的邊角結構和薄厚變化會造成流動通道的複雜，阻礙熔融金屬流液的有效填充，氣體和雜質的排出就是個難題。

此外，流液流經狹窄處時，由于流速加快，可能會發生湍流，在流體内部産生許多小漩渦，導緻結構缺陷。而車身結構件的平均壁厚僅為2.5-3mm，本身對零件強度的要求就很高。

其次，大型壓鑄件的形變問題也無法忽視。傳統壓鑄工藝下，大型複雜車身結構件的成形本就困難，而在初步成型後，鋁合金壓鑄結構件還必須進行熱處理來消除殘餘應力，這一過程會進一步加大形變概率。

如果一定要使用一體壓鑄技術呢？畢竟在馬斯克眼中，“一體鑄造結構件要好很多，不再有縫隙出現在密封膠處，不再需要不同類型的金屬，還可以大幅減小車架尺寸。”

首先，要解決設備問題。過去汽車工廠中的高壓壓鑄機提供的4400T極限壓力遠遠不夠，因為在特斯拉工程師們設計的新壓鑄系統中，“模具的填充要求是在60-100毫秒内将大約100公斤的鋁（合金）注入模具腔。”

而在當時的汽車供應體系中，并不存在一台更高極限的高壓壓鑄設備，特斯拉需要自己造一台。為此，特斯拉找了世界上最主要的六家鑄造企業，五家企業說了“不”，一家企業說了“也許”。但在馬斯克腦回路中，“這（也許的回複）聽起來像是肯定的（回複）”。

這家回複“也許”的企業就是意大利壓鑄廠商IDRA，他們聯合特斯拉研發、并耗時兩年打造出了6000T的Giga Press，用于Model Y前、後下車體的一體壓鑄制造。在這之後，還會有8000T的Giga Press用于Cybertruck的生産，以及可能的12000T規格Giga Press用于整個下車體的壓鑄。

其次，要解決材料問題。特斯拉的解題思路很簡單，如果傳統壓鑄用鋁合金在熱處理後會發生形變，那麼索性就不要熱處理這道工序，我們開發一種不需要熱處理也能保證足夠強度的鋁合金材料。

2015年12月，馬斯克從蘋果公司挖來了合金材料大神查爾斯·柯一曼（Charles Kuehmann），擔任特斯拉和SpaceX的材料技術副總裁。在蘋果任職期間，查爾斯就曾領導其團隊開發出同等密度下強度高出标準水平60%的鋁合金。

最終，查爾斯不負衆望，帶領特斯拉的材料工程團隊，開發出不需要熱處理的鋁合金。至此，一場工程魔法備齊了開幕要素。

燎原之勢

新技術的誕生必然伴随争議，一體壓鑄也是如此，例如一體壓鑄結構件的維修成本問題。

網傳的今年2月無錫特斯拉Model Y右後側碰撞事件中，高達20萬元的定損預估費用讓車主直呼“這麼貴，車子才28啊”。誠然，從另一側的視角看去，可以發現其實這是一次非常嚴重的碰撞，以牆體侵入車體的程度來判斷，底盤結構件、後避震系統、後防撞梁都有受損（甚至不排除乘員艙也有受損）。

但在中保研最新評測中，特斯拉Model Y的可維修性和維修經濟性成績均為P（最差）也是事實。起碼可以說，Model Y存在碰撞維修成本格外高昂的不确定性。

其實，在關于一體壓鑄件維修成本的争議熱度下，是一個涉及消費決策的取舍問題。

首先一體壓鑄技術切實提高了汽車的制造效率，降低了汽車的制造成本。同時Model Y的一體壓鑄後下車體是作為結構件是被深度包裹在車身内的，隻有在嚴重碰撞事故中才會被觸及，也就是說一體壓鑄件碰撞損壞的概率較小。

所以這個取舍就是：更低的購車成本、更短的交付周期VS.發生概率小、但可能會很高昂的潛在維修費用。消費者完全可以用腳來投票，但這不會動搖特斯拉的意志，因為以一體壓鑄為代表的技術關系到其貫徹簡化制造、提升效率、降低成本的企業戰略。

而在未來某個節點，當純電動汽車普及開來，消費者可能會沒得選，因為特斯拉引導的這場電動汽車制造革命，有燎原整個汽車行業的勢頭。

“特斯拉為什麼要做一體式鑄造的車身？不是為了降低成本，而是為了提升生産效率。”理想汽車CEO李想一針見血地指出，“效率是Ta（特斯拉）思考得很多的問題。上海工廠占地1300畝，今年大概能做到80萬到90萬的産能，這在曆史上從來沒有出現過的。”

圍繞效率，特斯拉通過一體壓鑄和未來的結構電池組技術，極大地削減了車輛的零部件數量。圍繞效率，上海、柏林、得州這樣的單體超級工廠布局取帶了傳統的分散式布局，以提升物流效率。

所以，特斯拉可以在柏林工廠用7000人生産50萬輛汽車，每輛汽車的生産時間可以壓縮到10小時。而在大衆的茨維考工廠，生産70萬輛汽車需要25,000名工人，每輛汽車的生産用時超過30小時。

其實，汽車制造也是特斯拉的核心競争力，隻是不像智能化、電動化能力那般為普羅大衆所認知到。而這場由特斯拉主導、以一體壓鑄技術為代表的效率革命如平地起驚雷，炸裂在了傳統大廠最擅長的制造領域。

頂着超級汽車大廠的Title，大衆集團不會甘于人後。大衆集團CEO赫伯特·迪斯（Herbert Diess）直言不諱地警告到，德國人必須加快速度，以免在自己的地盤上挨打。4月29日，大衆零部件公司CEO托馬斯·施莫爾（Thomas Schmall）參加了大衆卡塞爾工廠的技術研讨會。

卡塞爾工廠将會是大衆集團的電驅動能力中心，其正在與大衆和奧迪共同開發超級可拓展純電平台SSP。而卡塞爾工廠的另一重要使命就是和歐洲最大的鑄造廠家合作，為後車體生産一個大型鑄造組件，取代原本的33個零散部件。

大衆集團生産主管克裡斯蒂安·沃爾默（Christian Vollmer）表示，“如果我們能達到10個小時（汽車制造效率），我們就取得了一些重要成就”。顯然，大衆已經行動起來。

同樣行動起來的，還有全球最大豪華品牌奔馳，采用一體壓鑄車身的VISION EQXX概念車已經開始路測。以及瑞典豪華品牌沃爾沃，正式宣布了大型鋁制車身部件鑄造工藝的引入計劃。

跨國大廠們的紛紛跟進意味着，一體壓鑄技術已經被行業認可。

本文作者為踢車幫 孫小樹

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