体压铸车身是谁发明的(汽车一体压铸)
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一体化压铸是什么
一体化压铸是将原本设计中需要组装的多个独立的零件经重新设计,并使用超大型压铸机一次压铸成型的创新工艺过程。
一体化压铸有别于冲压、焊装等汽车制造传统工艺,其该技术最早由特斯拉于2019年提出,2020年9月落地应用于Model Y后地板量产中。根据特斯拉公布的信息,Model Y的后地板采用一体压铸技术后,将原方案的80个冲压焊接零件集成为一个铸件,并实现40%的降本和10%的减重。
目前,一体化压铸技术在汽车产业的渗透率仅为12%,去年市场规模也只有85亿元。但市场对这一赛道预期颇高,认为一体化压铸技术是未来的发展趋势,渗透率将逐步提升,有望替代现在的冲压焊接工艺。
但是,有业内人士分析,一体压铸车维修费用高,目前还没有哪家保险公司对使用一体压铸车身的车型保费做区别对待。此外,如果没有大规模销量,单车分摊费用大。像特斯拉Model Y那样大规模的单个压铸部件,显然失去了部件应用的灵活性,即不同车型几乎必定需要不同的模具,这带来了模具的沉没成本问题。
特斯拉一体压铸,传统车企鸦雀无声?
不得不承认,特斯拉是自带流量的明星车企,一举一动都会被解读为“颠覆传统”和“挑战未来”。马斯克经营的人设功不可没,当然特斯拉在软件方面的基因天赋确实一枝独秀。
所以当这一次,特斯拉上海超级工厂宣布大型压铸机投入量产后,被很多人解读为“特斯拉的又一次屠龙”。
这可能源于马斯克自己对费利蒙工厂落成的一体压铸的评价口吻:“这是世界上最大的压铸机,可以让车身后部一体成型...”
所以在吃瓜群众的心里,车只要分为前部后部,后部一体成型一听就是某种厉害的技术。并且也有不少媒体的宣传稿件中,对一体压铸进行的一边倒的优势宣传,比如“像做玩具一样造车”。
其实一体压铸这件事并没有那么颠覆,也没有那么美好。
实际上,一体成型的零件可以看作是后底板总成的一部分。具体位置在后排座椅下面,也就是后排乘客的屁股下面。
它的作用是什么呢,根据字面意思,地板地板,用来容纳和放置的,并不是主要参与结构安全的部分。一幢楼塌了,都会说地基大梁不牢,没人会说地板不够坚固吧?
所以,特斯拉在这个零件上采用一体压铸的唯一目的是从三个方面降低成本。
作为对比,我们换个角度看下传统车企(或者说除了特斯拉外的车企)是怎么做的。
是用强度不一的板材,冷冲压出管、盒等零件,然后焊接出来的。所以这一块的零件总数会多达几十上百个。
对于这一点,特斯拉表达得很明白:自己的一体式压铸技术能把原有的70多个零件,减少为2个。
听到这里,如果和产线打过交道,就能一下明白其中的经济价值,也正如特斯拉对外公布的:
2个零件的浇筑只要90秒,2套模具。而普通车企的70个零件冲压+焊接需要2小时以上,这对上下游生产中需要的设备、场地、人工、生产节拍、检验、物流都有极大的成本价值。
但是如果好处都被一体压铸占了,传统车企望着动不动20%以上的成本空间,砸锅卖铁都要上设计和技术。
首先特斯拉的90s我认为还算合理,但“传统车企”的70个零件的冲裁+冲压+焊接绝对用不了2个小时。对于冲裁和冲压,对于简单型面来说加起来也就1秒左右。焊接看焊缝长度,后地板总成以点焊为主,没有太多长焊缝。当然,如果从每一个零件上传送带到下传送带,进入下一道工序这样的方法来算,确实可能长达2个小时。
以上并不是反驳特斯拉的优势,无可辩驳的是2个零件压铸焊接所需要的时间绝对小于70个零件的加工焊接过程,但没那么夸张,至少没有夸张到让主机厂的聪明蛋们选择更新设备和工艺。
另外,压铸虽然是一体成型,听起来似乎强度更大,实际上过程控制更难,远不及冷冲压来得成熟。
开个小玩笑,上图是重力浇筑,而压铸则多了主要的喷射加压的过程。但是上图能说明一定的问题,铸造本身对于零件的细节把控要远远比自零件加工-组装来的差——除非是用造型不复杂且只考虑强度的场景,比如发动机缸体、转向节等大块坨坨上。
由于铝是被融化后喷射加压成型的,也不得不考虑热胀冷缩等导致变形的因素。并且不合理的温度变化过程还可能影响零件强度一致性。
以上都是传统车企不用一体压铸的原因,那么成熟的上游——钢厂,那么成熟的工艺——冲压+焊接,还能让质量和一致性牢牢控制在质量工程师的手里。要做改变,整个产业都要有新的配套和摸索的过程,划不来的。
所以,特斯拉的后地板一体压铸,也没有到让传统车企目瞪口呆的程度,他们中的很多都评估过这种工艺的优劣,并最终选择了放弃(或者用在小尺寸或特殊零件上,而不是那么大那么复杂的总成)
但压铸本身有一个无法被忽视的优势,也是特斯拉做这件事的唯二动力——成本。如果能做到平替,牙缝里挤出来的1个点两个点都是弟弟,压铸应用在越大越复杂的总成上,带来的成本收益就越大,至少是两位数起步。
并且,附带的收益在电动车生产节拍上将会被无限放大,最终特斯拉的目标一定是压一个车头,压一个车位,焊接在地板上铺上电池。
想一想,压机换一套模具,三下压出一台车。
当然,以目前的地球 科技 水平,特斯拉也仅仅在Model Y的私密处应用了一体压铸零件,算是一种尝试和经验积累。对于传统车企来说,原本是没有动力去做太大的改变的,除非核心利益受到挑战,比如大家都是B级车,特斯拉的成本是你的一半。
抱着只讨论技术的目的,特斯拉的新技术在目前的优势可能不是太大,但很有可能会影响行业的方向,这就是强力鲶鱼的力量吧。
特斯拉的造车工艺,又前进了一大步
文 | 黄天然
这是一个单体压铸车身构件,重达130公斤,造型结构复杂,由6000吨级压铸机Giga Press一体压铸成型。
近日,德国压铸专家阿克塞尔·图尔克在Linkedin上分享了这张来自得州超级工厂的图片,并祝贺特斯拉的工程师们成功制造出了 汽车 行业前所未有的巨型铸件。
“那些拿着国家扶持,傲慢且大腹便便的德国 汽车 制造商们,可能会因此从他们的高头大马上跌落下来。”图尔克兴奋地写道。
从图尔克公布的照片看,这个单体铸件就是特斯拉在去年9月电池日上展示的Model Y前车架底部构件。
当时,马斯克称特斯拉研发了一种新的底盘结构,整个底盘结构主体,由前、后两部分的单体压铸车身构件,和一体式的底盘集成电池包组成。
这一灵感来自航空航天领域——飞机制造商制造油箱形的机翼,而不是内部有油箱的机翼。
通过结构创新,Model Y可以减少370个零部件,在减重10%的同时提升14%的续航。
去年,特斯拉已经实现了Model Y整个后部车体(包括防撞钢梁在内)的一体压铸成型,成功将70个零件整合成了2个。
而随着一体成型前车架底部构件曝光,意味着马斯克离直接铸造整个白车身的终极目标又近了一步。
我们知道,传统车企造车,通常走冲压、焊接、涂装、总装的工艺流程,白车身由一大堆冲压件焊接而成。
马斯克为了简化造车流程,却提出要像造火柴盒合金玩具车那样,利用压铸工艺,直接铸造整个白车身。
压铸,是一种金属铸造工艺,原理类似于注塑成型,对融化的金属施加高压,注入模具铸造出需要的零部件形状。
该工艺多用于铝合金车身制造,凯迪拉克、宝马、奥迪等车型都采用过铝合金铸件,但从未造出过像Model Y上那么大的铝合金车体铸件。
特斯拉早前申请的压铸机专利显示,未来特斯拉的车身由5块压铸件组成、底盘则由3块压铸件组成,一辆车仅8块构件。
这便意味着特斯拉超级工厂未来无需管理大量的白车身冲压件,简化了焊接涂胶等工艺环节,可以大幅降低制造成本,缩短车辆下线时间。
此外,传统冲压工艺会产生大量废品残渣,Giga Press可以像造玩具车那样回收废料,原材料利用率几乎达到100%。
一体式压铸件还可以通过减重提升车辆续航能力,增加防撞梁作用面积,提高车身刚性,将碰撞安全性提高20%以上。
没有过多冲压件的拼接,车身构件的质量一致性也得到了保证。
因此,马斯克一直声称,这将会是“ 汽车 车身工程的一场革命。”
目前,特斯拉至少已有14台巨型压铸机,分布在世界各地的工厂里。
其他车企很难复制特斯拉的这一创新。
压铸机和压铸模具非常昂贵,没有规模效益很难分摊成本,可是目前只有特斯拉一年能卖出几十万辆钢铝混合车身 汽车 。
再者,Giga Press由特斯拉和压铸机厂商联合定制,特斯拉深度参与了软硬件设计制造,别人买得到机器,也买不到技术配置。
最关键的是,特斯拉的铝合金材料是独家配方,没有这种材料,Giga Press也造不出这么大的铝铸件。
早在2016年,特斯拉就挖来了苹果合金专家查尔斯·柯伊曼,同时领导特斯拉和Space X的材料工程团队,有了材料创新,才有了工艺创新。
答案其实很简单,因为无论一度接近破产,还是一次次卷入舆论旋涡,特斯拉从未停下创新的脚步。
这种创新,还不是站在前人肩膀上的修修补补,而是从第一性原理出发,足以重新定义整个行业的颠覆性创新。
今天,你其实很难绕过特斯拉,去谈一些新技术、新材料、新工艺在智能电车场景的落地应用。
这也是特斯拉为什么总是充满争议的一部分原因。
没有争议的创新,大概也称不上创新。
综上就是 baike.aiufida.com 小编关于体压铸车身是谁发明的的知识的个人见解,如果能够提供给您解决汽车一体压铸问题时的帮助,您可以在评论区留言点赞哟。
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