特斯拉正在放弃的一体式压铸工艺，还有前途吗？

自从特斯拉率先将一体式压铸技术用于车身结构件后，国内包括蔚来、高合、小鹏、沃尔沃、丰田、极氪等车企纷纷跟进，一体式压铸技术似乎就要登上神坛，第三次制造革命全面爆发在即，但事实果真如此吗？

据5月2日消息，特斯拉正在放弃其开创性的“Gigacasting（一体式压铸）”工艺。特斯拉曾计划在一体式压铸方面进行大胆创新，但目前特斯拉已停止这一努力，转而坚持使用更成熟的三件式铸造车身下部的方法。

这或许暗示了一体化压铸技术的未来前景还有待进一步观察。

「何为一体化压铸技术」

一体式压铸实际上就是用特大吨位压铸机，将多个、分散的零部件高度集成，一次压铸成型为大型铝铸件，从而替代多个零部件先冲压再焊接或铆接的组合方式，最后再将所有零件组装在一起形成整车。特斯拉宣称，该工艺可以加快汽车制造速度，同时大幅度降低成本。因此，特斯拉放弃的是超大尺寸一体式车身压铸件，而非目前大规模的减震塔、后纵梁，或局部集成的后地板等高集成度的车身压铸结构件。

2020年9月，特斯拉正式宣布Model Y将采用一体式压铸后地板总成，可将后地板总重量降低30%，整车制造成本降低40%。同时在这项技术加持下，特斯拉仅需18-24个月就能开发出一款新车，而同期竞争对手开发新车的周期大约需要3-4年。

时至今日，特斯拉的一体式压铸技术已经从1.0时代步入2.0时代，甚至在2023年的特斯拉投资日上，特斯拉更进一步发布了车身一体式压铸技术的终极版本——开箱工艺（Unboxed）。

开箱工艺并不遵循汽车行业通用的车身冲压、焊装工艺，而是将整个车身的零部件分为6个模块，每个模块单独生产后再连接到一起，整个过程就像是组装箱子，因此得以命名。   

“开箱工艺”的优势显而易见，零件高度集成化，一个压铸件替代几十个焊接零件，同时具备轻量化与经济性，缩短工艺流程，节约场地人力，提升整车性能，制造成本更低。这种制造工艺当然也有缺点，由于车辆被分成多个模块，因此需要特殊的连接材料来连接模块，这会增加成本。

特斯拉表示，这项终极技术能够减少40%的工厂制造人员，制造所需的空间和时间也将减少30%，组装费用仅为目前Model 3和Model Y的一半。

「特斯拉正在放弃其开创性的一体化压铸工艺」

路透社援引五位熟悉特斯拉一体化铸造业务的人士的话称，先前特斯拉开发新的小型车辆平台时，其目标是将电动汽车几乎全部复杂的底盘部件一次铸成，而不是传统汽车的约400个部件。长期目标是彻底简化制造流程并大幅降低成本。

如果要将整个车身底部用一体式压铸技术来实现，目前来看，还需要解决两大问题。 

一是如何低成本地设计并测试这个巨大且复杂部件的模具，并最终将其投入大规模生产，其中也包括是否已经有相应的压铸机。

要实现压铸如此大型的车身部件，特斯拉还需要更大的压铸机。目前特斯拉用于Model Y车身件的一体压铸机是锁模力为6000吨级别的压铸机。而其拥有的锁模力最大的机器是专为生产Cybertruck打造的9000吨级别压铸机，来自长期为特斯拉供货的IDRA集团。

目前前后分体的压铸件，用现有的压铸机就能满足，但压铸面积越大，对锁模力的要求则越高。如果要实现整个车身底部一体式压铸，涉及的铸件面积达到6平方米甚至更大，锁模力需要达到16000吨的级别。 这将进一步拉高成本，同时，由于体型巨大，可能需要更大的厂房。

二是在将整个底部结构整合为一个部件，并采用压铸技术进行生产后，需要解决空心副车架的铸造难题。

据消息人士称，马斯克从一开始就决心找到一种方法，将车身底部整体铸造出来，尽管存在风险。为了克服这些障碍，特斯拉转向了使用工业砂和3D打印机制造模具的公司。

据三位消息人士称，铸造专家通过开发特殊合金、微调熔融合金冷却过程以及制定后处理工艺，克服了这些障碍。

根据路透社的报道，即便需要经过多次调整，砂型铸造的设计验证过程也是成本最低的，仅为金属模具的3%。同时，使用砂型铸造的设计验证周期仅需两到三个月，而金属模具原型则需要六个月到一年。

不过，一体压铸车底结构件的工艺要求也很高。这位工程师表示，主要是铸件尺寸越大，孔隙率控制难度和应力集中的问题会更明显，这是生产端的问题。而在售后上，是大家已经有所认知的成本问题，撞击后维修更换的成本较高。

特斯拉和马斯克曾表示，一体式压铸有助于汽车制造商从长远角度降低成本。但汽车制造专家表示，这一过程需要进行大规模的前期投资，而且要完善这一过程非常困难且耗时。

车辆制造专家表示，特斯拉在一体式铸造技术的开发上采用更为保守的做法并不令人意外，在某种程度上反映了该公司在按时推出复杂且创新的车型方面所经历的痛苦历史。

特斯拉正在放弃其开创性的一体式压铸工艺，推迟潜在的制造突破，标志着特斯拉在调整因销量和利润率下滑、全球电动汽车需求减弱以及来自其他电动汽车制造商的激烈竞争而采取的削减短期支出策略。

「一体化压铸是利器但不适合所有车企」

通过特斯拉不遗余力的推广，今年上市的新能源高端车型普遍应用了一体式压铸车身零件，例如蔚来ET5，后续ES6和ES8也会同步跟进。而最像特斯拉的小鹏汽车，则直接将这项技术下放至20万元出头的小鹏G6上，车身前机舱和后地板都采用了这一技术。除此之外，极氪009、高合HiPhi Z以及即将上市的理想MEGA也都在车身后地板上应用了一体式压铸技术。

新势力品牌之所以如此青睐一体式压铸，一方面，新势力品牌往往代表着革新，电气化、智能化，而更先进的一体式压铸同样属于革新范畴，因此广受追捧。另一方面是实打实的降低成本，车身减重带来的轻量化优势对于纯电车型而言能够提升一定续航。 

但事实上，一体式压铸对于车企来说，是一柄双刃剑。

特斯拉虽然表示一体式压铸能够将下车体总重量降低30%，制造成本下降40%。但有车企对Model 3进行拆解后发现，第一代一体式压铸件为54公斤，第二代重达65公斤。相比之下，同级的钢制车身后地板整体重量为75kg左右，减重效果甚至不到20%。并且铝制冲压和铸造结构的地板重量还不到50kg。

造成这一结果的主要原因是一体式压铸技术所使用的零件面板厚度都在2.5mm以上，纵梁这种承重结构区域的壁厚甚至超过6mm，钢制零件的壁厚基本都在2mm以下。这就导致铝合金低密度优势都被压铸过厚的壁厚所抵消了。

同时成本降低，也有不少水分。一体式压铸通常采用C611镁铝合金，材料成本相比钢板更贵。据悉，一公斤钢制车身的平均成本为18元，而一体式压铸的车身零件成本高达40元，一倍有余的成本提升，反馈到车企侧就是采购成本提高。

此外，铝合金压铸件最大的难题就是精度管控，零件尺寸越大，铸造产生的精度偏差也就越大。与特斯拉合作的德国格伦海德超级工厂一度被称为「铸件墓地」，空地上摆放了该工厂生产的大约60%铸件废品。特斯拉早期停止巨型铸件生产就是这个原因，即使后来调整过后，良率也仅有50%。虽然目前特斯拉声称良率已经提升至90%，这一数据比起钢制车身仍要高出许多。

是好技术，但不适合所有车企。

新势力后来居上，必须通过新技术新产品来提高品牌力。但更有甚者，在短短数月便自研了一体化压铸的设备，这成体系的集成创新，短期内对于新势力品牌力的提升有立竿见影的效果，但也缺乏行业对于汽车技术的敬畏之心。因此，行业对此类创新也褒贬不一，大有“饮鸩止渴”之嫌。

另一方面，应用该技术的新势力都宣称会降低综合成本，但是实际的降本效果是给予特定条件下才能成立。车身减重带来的轻量化优势对于纯电车型而言能够提升一定续航，但量化测算下来（电动车减重10%可提高5.5%续航，来源：麦格纳）其对续航的贡献也是微乎其微。

对于自主品牌而言，是否跟进需要慎重考虑。即使完全解决工艺难题，一体式压铸也并且不适合所有车企，因为其最大优势就是规模化、快速化，而非直接降低成本。

（来源：汽车材料网）