一体化压铸:工业神话or资本泡沫?

作者:汽车盟 | 内容提供:http://12364.com/|
966

"公司是否有与汽车相关的集成压铸项目?""公司是否计划为汽车设计集成压铸工艺?"据汽车之家不完全统计,就在记者发稿前三天,就有20多家上市公司被投资者问到这些问题。

一体化压铸:工业神话or资本泡沫?        -第1张图片

一年半前,特斯拉将一体化压铸概念引入中国。当时一台重达410吨的巨型机器“轰隆隆”一声,原本由70多个零件冲压焊接而成的Model Y(参数|询价)后车架,不到2分钟就整体压铸完成,一步到位。

一时间,整体压铸概念成为新能源汽车赛道的“宠儿”。据悉,多家供应商的超大型压铸机即将进入国内多家造车厂,产能甚至达到了2023年的六七月份。

就在一体化压铸受到多方追捧的时候,大洋彼岸的特斯拉格伦黑德超级工厂发生了非常尴尬的一幕:一排排大型铸件被丢弃在一片空地上,这家工厂生产的大型铸件有60%被视为废品,马斯克最近把它们放进了熔炉。

这也是特斯拉最近停止在德国生产巨型铸件的原因。据说,即使调整后,工厂仍将损失50%的铸件产量。外媒透露,正是因为特斯拉没有达到必要的标准,格伦海德超级工厂被称为“铸造墓地”。

集成压铸的市场狂欢被特斯拉引爆,但即便是“鼻祖”也依然难以驾驭。集成压铸会是现实版的“皇帝的新装”吗?

“特斯拉格伦海德超级工厂”

马斯克掀起中国资本热潮。

如果我们回顾一下汽车工业的两次制造业大变革,都是以优化汽车装配为核心,也就是福特发明的装配线和丰田发明的精益生产方式。

马斯克直接从第一原则出发思考:与其试图缩短装配流程,不如干脆取消装配流程?特斯拉用这种思路探索了一体化压铸技术。

2019年和2021年,特斯拉申请了整体压铸大部件的模具和整体吸能铸造专利;2020年9月,马斯克宣布,特斯拉Model Y将采用一体化压铸后地板总成,可将下车身总成重量减轻30%。

对于特斯拉来说,这只是一个开始。除了车架的后底板,特斯拉未来还计划采用一体化铸造工艺生产前底板、电池壳等零部件。在马斯克的宣传下,如果这些都能实现,将可以替代原来的370多个零部件,整车重量减轻10%,续航能力提高14%,同时降低生产成本,大大加快生产节奏。特斯拉已经开始在美国德州工厂生产一体化前底板。

在马斯克的指导下,一体化压铸技术可能成为继福特流水线和丰田精益生产之后汽车工业的第三次制造革命。

这一次,中国企业不再是局外人。一个关于电动车压铸制造的中国军团掀起了一场行业风暴,让这个停滞了很久的传统行业generate展现出了新的活力,甚至创造了股价一年增长近20倍的财富神话。

这家企业就是中国公司力劲科技,特斯拉从这家公司购买了Giga Press,一台合模力达6000吨的大型压铸机。之前行业内没有这么高吨位的压铸机。现在,这个大家伙已经进入了特斯拉在加州、上海、德州和柏林的四大工厂。

当特斯拉为一体化压铸行业大声疾呼的时候,中国压铸行业也在同期展开了无声的变革,背后是一批中国电动车企业跃跃欲试,给予了热切的回应。

蔚来在ET5中采用一体化压铸生产车身后地板,减重30%,后备箱空间增加7L;

Xpeng Motors也开始引进一体化压铸工艺生产线,并开始建设一系列一体化压铸工艺车间,预计将用于2023年发布的新车型的生产;

此外,高河汽车、小米汽车、李、大众等海外车企也竞相布局一体化d

近日,蔚来汽车董事长李斌表示,“蔚来ET7月份交付量超过4000辆。在此基础上,原计划7月份再提高一个档次投放。但由于压铸件供应不足,少生产了几千辆。”受压铸零部件供不应求消息影响,a股集成压铸概念股当日反弹,合力科技涨停,明科精机、文灿再创新高,爱克迪、荣泰等个股上涨。

“特斯拉有什么,我们就得学什么,不管集成压铸不成熟,老板就是要。”一位不愿意透露姓名的国内新能源车企员工无奈地告诉汽车之家,“一方面是政治任务,一方面也是为了更好地讲述资本故事。”

“8月17日盘后股价”

从狂欢节到烫手山芋

在马斯克的描述下,集成压铸可以像玩具车一样制造新车。业内人士表示,这既不完全正确,也不是特斯拉应该吹嘘的。事实上,大多数特斯拉压铸模型的质量控制很差。

“一体化压铸是个烫手山芋,产品良品率太低,产能很难上来。”蔚来内部工程师陈(化名)告诉汽车之家,“尤其是大型铸件,生产难度太高。”

压铸一体化的技术壁垒很高,不是说一块馅料就能塞进模具,一压就能完成的。在模具设计阶段,要做好惰性气体保护和真空除孔技术。之后还有冷却、热处理等一系列步骤。稍有差异,温度、密度、液体流速控制不好,就会影响压铸精度。

“正是因为没有达到必要的标准,格伦海德超级工厂被称为铸造墓地。”外媒称。压铸一体化考验的是“良品率”,马斯克描绘的压铸一体化蓝图过于理想化。

“与冲压件相比,大型铸件的生产节奏要慢很多。冲压件一小时能生产70件左右,铸件一小时能生产20件。”陈晨陈说,“我们看过Y型车的加工过程,零件上有各种各样的裂纹和气孔。这种替换是直接报废回炉再制造,不会用于量产交付。”

如果想提高产能,其实就要放弃良品率。陈介绍,要达到冲压件的精度,铸件上所有的孔和平面都必须用数控机床加工。加工一个孔要一元钱,单个零件有20多个孔。其实并不省钱,而且更费时间。

特斯拉的做法是放弃很多零件的加工,节省成本和时间。业内人士表示,特斯拉相当于直接从八块腹肌里压出了一个鼓鼓的肚子,省去了健身跑步的环节,但后果就是除了一个虚假的外观什么都没有,压铸的零件与周边零件匹配性差。

在材料领域,集成压铸也有很高的R&D壁垒。2015年,马斯克聘请了Charles Koymen ——苹果Mac笔记本一体化铝合金机身的R&D总监,对美铝的铝合金材料进行二次开发,使其无需二次热处理就能获得相应的更好的强度和韧性等关键性能。

但是铝压铸件和钢制冲压件的强度没有可比性。“虽然铝比钢轻1/3,但它的强度却弱1/3以上。用于整体压铸的热处理铝合金的屈服强度很低。即使是特斯拉也只能做到90-150Mpa,而高强钢可以达到1,000 Mpa以上,热成型钢可以达到2000Mpa。”

中国保险研究院今年4月发布的Model Y碰撞测试结果或许从侧面印证了上述结论。特斯拉参加了2021标准续航后轮驱动版的测试。这款车在车内成员安全指数、车外业余爱好者安全指数、辅助车辆安全指数三个方面都取得了G(优秀),但在耐用性和维护经济性方面得到了P(差)。

所以一体压铸其实对用户并不友好。今年2月,一辆江苏品牌特斯拉Model Y倒车时不慎撞上后墙,导致车尾右侧受损。保险公司来现场后,估算了20万的维修费。“才28万买的,这车还不如报废了。”业主很无奈。

虽然维护费用在保险公司垫底,但未来电动车的保费可能会继续上涨。一位业内人士表示,“对于车架后地板整体成型的工艺,理赔端理赔成本会上升,这也会影响未来市场车险定价。”

虽然特斯拉贯穿了集成压铸0到90%的进度条,但剩下的10%才是整个行业最难、最棘手的问题。

节约成本是个伪命题。

特斯拉声称,如果将370个零件换成2或3个大型压铸件,较低的车身总成将降低40%的制造成本。这也可能是个伪命题,或者在其他车企无法实现。

首先,车企要布局一体化压铸,需要重新规划生产线。如果他们完全像特斯拉一样自建生产线,也需要支付昂贵的设备成本。

目前一台国产品牌7000T压铸机价格在6000-7000万元左右,使用寿命在15年左右。整体压铸模具价格每套1000万元左右,需要定期更换。6000吨以上的超大型模具使用寿命约5万次。

“利津9000吨压铸机”

此外,还有熔化炉、喷涂设备、拾取设备、冷却设备、修边机、传送带、油温机、高真空设备等。这些外围设备和压铸机一起形成一个压铸岛。

根据CICC的报告,同样年产10万辆,采用传统冲压-焊接工艺时,设备总投资约为5.2亿,全部采用整体压铸工艺,相应环节设备总投资为7.1亿。总投入成本不但没有减少,反而增加了不少。

“外界夸大了单台一体化压铸机的成本削减效果,而忽略了这个庞然大物运转所需的外围设备成本。更何况业内所说的轻量化效果其实并不具备优势,现阶段投产意义不大。”陈晨说。

有车企拆了特斯拉Model Y的两代一体铸件后发现,第一代(左右分体式,中间螺栓连杆)54kg;第二代(与后纵梁完全一体化)65kg,没有实现轻量化。

所以也有一些主流车企持观望态度。比如SAIC、比亚迪、广汽等很多公司只是把整体压铸作为前沿技术来关注,还没有明确的应用计划。

“整体压铸技术目前处于项目阶段,一些难题如碎片、能量吸收和可维护性仍需克服。”SAIC研究发展院副院长康华平认为,汽车企业做整体压铸需要具备三个条件。第一,汽车必须达到一定的销量;第二,车企有议价能力;第三,车企有新厂投资的需求。

“降成本其实是针对铝冲压的车身,相比钢冲压的车身不会降低成本,所以必须先落实在高端品牌上,而且是有一定销量的高端车型。”康华平说。

从现实情况来看,车企可以采购大量的一体化压铸设备,但目前国内市场,除了特斯拉,没有一家车企是单年销量超过10万的,更不用说需要使用铝材的高端车型了。

我们承认马斯克是一位天才发明家,也是一位坚韧的创新者。他用一体化压铸推动了汽车制造工艺的革新,但目前来看,一体化压铸并没有那么神奇。反而是各方面都不完善,需要材料、工艺、模具、设备的配合。但是四大传统汽车工艺经过百年的形成,造就了整个生产工艺的稳定性和满足de的高良品率

“急功近利是我们的劣势。希望更多车企能静下心来,把硬技术搞上去,掌握集成压铸技术的诀窍,而不是盲目跟风,哗众取宠。”一位汽车行业分析师对汽车之家表示,汽车企业应该更专注于自身的发展需求,而不是成为资本工具。(文/汽车之家彭飞)

相关文章