2月份,特斯拉官方公布了上海超級(jí)工廠壓鑄機(jī)視頻。6000噸級(jí)巨型壓鑄機(jī),將Model Y后底板一體成型,成功將原來(lái)70個(gè)零部件合為2個(gè)大件,未來(lái)甚至?xí)蠟橐患L厮估瑿EO馬斯克聲稱這將是“汽車車身工程的一場(chǎng)革命”。
一張來(lái)自特斯拉的工程透視圖顯示:相較Model 3所需的70個(gè)零部件,ModelY整塊后車底只由2個(gè)零件組成:
把車身將從70個(gè)零件驟減至1-2個(gè)鑄造零件,車身底板將減重,焊接工藝精簡(jiǎn),化繁為簡(jiǎn),從而可以更好地提升產(chǎn)品一致性。所有機(jī)器人組裝這些零件的資金支出將顯著減少,生產(chǎn)周期也將更短,更適合量產(chǎn)。特斯拉是怎么做到的?這就不得不說(shuō)說(shuō)——特斯拉的全新專利:用于車架和相關(guān)方法的多方向一體式鑄造機(jī)。
用特斯拉的話來(lái)說(shuō),通常情況下,白車身是通過(guò)分別使用多臺(tái)壓鑄機(jī)來(lái)制造出車身的不同部件。比如,工廠中的一種壓鑄機(jī)可能專用于某個(gè)部件。當(dāng)這些部件都生產(chǎn)出來(lái)后,需要由工人或機(jī)器人將他們焊接在一起,從而形成一整個(gè)白車身。
而這些單獨(dú)的部件也將帶來(lái)問(wèn)題,比如說(shuō),壓鑄的機(jī)器負(fù)責(zé)一個(gè)部件,那么多個(gè)部件就要使用到多個(gè)機(jī)器。這樣一來(lái),在制造的過(guò)程中將產(chǎn)生更多的資金成本和時(shí)間成本。
該專利描述的是一臺(tái)多向鑄造機(jī),其可用于鑄造一體式車身,更具體地說(shuō),是用于制造電動(dòng)車的一體式車身。車身的多個(gè)部分可以一體化制造,不需要進(jìn)一步的組裝和焊接??偟膩?lái)說(shuō),這可以減少車身的零件數(shù)量和操作步驟。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是將大大小小的車架零件集成到一起,形成一體的大模塊,比如說(shuō),直接澆鑄一個(gè)車身的整個(gè)側(cè)面。然后通過(guò)自動(dòng)化組裝這幾個(gè)大模塊,再進(jìn)行焊接,成為了一個(gè)整白車身。這樣一來(lái)減少中間的環(huán)節(jié),進(jìn)一步加快效率。
然后具體看一下專利圖,專利中描述的操作步驟比較復(fù)雜。但簡(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)說(shuō),就是先將車身拆分為幾個(gè)大模塊分別制造,這幾個(gè)大模塊由圖中上、左、右、前、后的機(jī)器來(lái)完成,我們暫且將這幾個(gè)機(jī)器比喻為 5 個(gè)工人。
5 個(gè)工人把這幾大模塊制造完成后,將模塊們拼合在一起,從而得到一個(gè)白車身半成品。接著再通過(guò)少量的焊接,將他們連接起來(lái),就成了一個(gè)完整的白車身。
至于這5 個(gè)工人是如何制造白車身的各大模塊,專利中表示將使用澆鑄的方法。也就是說(shuō),這五個(gè)工人各有一個(gè)模具,通過(guò)將熔化的金屬注入模具中,從而得到白車身的各個(gè)模塊,然后進(jìn)行拼合。
壓鑄工藝的生產(chǎn)效率高,高速高壓充型能在短時(shí)間內(nèi)將金屬液壓入模型中,而且可以制造出造型復(fù)雜、輪廓清晰、薄壁深腔的零件。那一體式壓鑄有沒(méi)有缺點(diǎn)呢?壓鑄工藝并非沒(méi)有缺點(diǎn),這也是它為什么沒(méi)有在汽車領(lǐng)域大范圍應(yīng)用的原因。
超大型壓鑄機(jī)和壓鑄模具很昂貴,如果沒(méi)有大批量生產(chǎn)帶來(lái)的規(guī)模效益,那么車企很難承擔(dān)其綜合成本;由于高速填充,快速冷卻,型腔中如果氣體來(lái)不及排出,氣孔及氧化夾雜物存在則會(huì)降低壓鑄件質(zhì)量。