文 | 嗷嗷胡
此時此刻，上海臨港特斯拉工廠，超過660攝氏度的液态鋁合金，在6000噸壓力下被注入模具。幾分鐘之前是一攤鋁水，幾分鐘之後模具打開，已經是一具成形的Model Y一體式後車身底闆。
這是汽車曆史上第一次，大規模批量生産如此尺寸的壓鑄鋁合金部件。從2021年初至今，僅在中國特斯拉就已傳遞了超過13萬輛Model Y，每一輛的後車身底闆都是壓鑄一體成型的。
壓鑄部件的位置和規模
正在生産的Model Y隻是個開始，去年特斯拉在電池日高調宣布了一系列新技術，其一便是壓鑄成型的前車身+後車身（目前隻有後車身為壓鑄）。配合新的CTC電池包，整體可以實作減重10%、續航增加14%、減少370個零部件，不妨換算一下應用這些技術的新Model Y會有何等表現？
今年上半年，德克薩斯州的特斯拉工廠開始試制壓鑄前車身；不久後德國柏林生産的Model Y，将是擁有4680電芯、CTC電池包、前後壓鑄車身的“完全體”。
壓鑄前車身+CTC電池包+壓鑄後車身
德州工廠生産的Model Y壓鑄前車身
車身，或者說白車身結構（body in white），是直接定義一輛汽車“身份”與“使命”的關鍵和根本。這一點本胡天天睡覺做夢都在念叨，新來的朋友不妨跳轉《為什麼我一定要你關心“車殼子”？》。
部分車身采用壓鑄一體成型，好處在方方面面：生産效率更高、成本更低，車身重量更輕、剛度更高。落到俺們消費者身上，就是車價可以更便宜（隻是“可以”，下同）、續航可以更長、舒适性可以更好、操控可以更強……
今天國産Model Y能賣到28萬元起，可能就靠後車身采用一體壓鑄，成本省掉了那麼幾百幾十幾塊幾毛幾——可千萬别嫌少。要知道在主流民用車價位，多三位數人民币是足以讓廠商打碎了牙往下咽的。
要明白壓鑄一體成型怎麼個好法？我們得談談車身是怎麼造出來的了。
從沖壓焊接，到一體壓鑄
衆所周知，車身的主要材質是金屬。要将金屬原料加工為車身部件，正常的做法是沖壓成型。沖壓，白話講就是把金屬闆材放在預先設計好的模具上，擠壓成模具規定的樣子。跟月餅模子差不多，隻不過這個“月餅”隻有最上面的薄薄一層（闆材）。
不過标題中的“壓”并不是指沖壓這個“壓”。
無論多麼複雜的沖壓設計，部件終究是從闆材（面）或型材（管）得到的，不大可能直接得到一個非常立體的結構——完整的車身可是一個大型立體架構。是以這些沖壓件要進入到焊接工廠中的房間，彼此“拼”成一整個車身。
或者，還有另一種辦法。
不直接利用金屬原料，而是将金屬加熱到熔融狀态，然後“趁熱”将液态金屬澆入模具中，等金屬冷卻固化，就得到了符合模具形狀的零件，這就是鑄造。壓鑄是鑄造中的一類，靠高壓強制驅動原料進入模具，可以用來制造較為複雜的精密零部件。
白話講，就是把金屬化成水，然後用“注射器”打進模具裡，“放涼了”拿出來就是固态成品——基本原理就這麼簡單。因為是有動力擠壓（壓鑄），是以模具可以做得複雜一些曲折一些，熔融金屬依然能比較好的填充整個模具。
壓鑄其實常有
其實壓鑄并不是什麼新玩意兒，甚至很可能你的車上就有壓鑄件——隻是體積沒有Model Y後車身這麼巨大。
壓鑄能夠一次制造出更複雜、更立體的部件，而不必先沖壓再焊接（是以絕大多數時候“壓鑄”二字前後一定跟着“一體成型”）。因為這個特性，壓鑄特别适合制造大批量生産、同時又複雜不規則的零部件。
車身上有許多需要“不規則”的地方。傳統的沖壓工藝，隻要是由一塊鋼闆制成，無論被沖壓扭曲成什麼樣，部件不同部位的厚度都是一緻的。但有些地方需要高強度/剛度，有些地方又不需要那麼高，即材料必然會有備援。
TWB雷射拼焊，門環采用不同厚度拼接，實作減重效果
重量是永遠的敵人。為了減少這種備援，人們發明了TWB和TRB技術，可以一定程度上按照預設，使同一塊鋼闆不同部位的料厚有所變化，進而實作“按需下料”。但這依然不夠靈活自由，減重幅度和應用範圍也有限。
真正的大殺器則是直接上鑄鋁，利用鑄造模具的高度靈活性，預先為部件的各個部分設計好目标強度、配置設定好相應厚度（當然鋁材本身也能減重）。不僅是不同部位的厚度可以自由變化，還可以設計特定方向的加強結構，“四兩撥千斤”。如果采用普通闆材，可能要高得多的重量才能達到設計目标。
注意靠左側/後部的加強筋變為橫向，加強縱向強度以抵禦追尾
一直以來，車身上的鑄鋁廣泛應用在懸架減振器塔頂。因為塔頂是路面應力傳導到車身的最直接部位，需要極高的局部剛度，而形狀又十分複雜。傳統的塔頂由多個部件焊接而成，這本身就不利于減重，再要想達到高剛度，幾乎必然需要極大的厚度/重量。
鑄鋁呢？一個部件就解決了，工序少而簡單，重量輕且剛度大。
奔馳C級W204的焊接塔頂，需要四個部件拼焊而成
新C級的鑄鋁前塔頂，加強筋清晰可見
塔頂幾乎是門檻最低的鑄鋁部件，目前在中型豪華車以上，鑄鋁塔頂幾乎是标配。甚至零跑C11這樣走廉價堆料路線的新造車，除了雙叉臂前懸架，前塔頂也用上了鑄鋁。更大的鑄鋁部件則要到更進階别，此前提到奧迪A7為了減少掀背門對剛度損失，就在C柱頂端“關節”使用了鑄鋁件進行彌補（《掀背三廂車為何總是不入流？》）。
注意标紅的前塔頂也是鑄鋁
在Model Y之前，一體式鑄鋁工藝最大的部件，差不多就是車身的前後縱梁。這是凱迪拉克CT6的後車身縱梁，密密麻麻的加強筋展現出這是一個鑄鋁部件。
奔馳上代C級的鑄鋁後橋橫梁
而大型鑄件不常有
到了Model Y，特斯拉大筆一揮，将整個後車身底闆、後輪拱、後橫縱梁在内的一大部分，全部做成了一個鑄鋁件——這部分車身在Model 3上需要70個零件組成，更不要說柏林工廠後續的新版本，将前車身也做成了一體式鑄鋁件。
其實可想而知，大型鑄鋁部件直到今天才被特斯拉搶先應用，絕不是沒有原因的。
一張著名的圖，從Model 3的70個件到Model Y的2個，最新版本整合程度更高
壓鑄工藝啥都好，一方面讓零部件一體成型，減少了零部件數量和連接配接工序；另一方面鑄鋁實作了高度靈活的厚度和結構，輕松兼顧了輕量化與高剛度。但以往鑄鋁都是小部件，原因自然是鑄鋁件一旦體積做大，就會有難以解決的問題出現。
首先是需要更大的壓鑄機。特斯拉Model Y的後車身重大概80kg，這就需要壓鑄機能夠一次性壓入80kg的液态鋁合金。隻有當如此規模的壓鑄機被研制成熟，才可能制造這樣大小的鑄鋁部件，目前世界上最大的壓鑄機可以一次性注入200kg原料。
柏林工廠Model Y的鑄鋁前車身，重量據說達到130kg，這意味着壓鑄機必須能夠一次性壓入130kg鋁水。特斯拉之是以先上後鑄鋁車身（80kg），并且前鑄鋁部件是在全新的柏林和德克薩斯工廠率先啟用，原因應該就是在等待更大的壓鑄機到位，并直接運抵新工廠。
其次是鑄造如此大的部件，本身就存在很大挑戰。壓鑄原理看似簡單，無非就是把液态金屬壓入模具嘛，但要想獲得高品質的大型部件卻問題重重，出品穩定的大型壓鑄機說是大國重器毫不誇張（上海工廠壓鑄機就來自國内的力勁集團）。
液态的金屬并不“聽話”，在被高壓壓入模具的過程中可能出現紊流、雜質等異常。越是複雜的部件/模具，越是容易發生填充不足之類的問題。模具中原有的氣體和随料進入的氣體，可能讓部件内部存在氣孔。部件缺陷時刻圍繞着鑄造過程，越是大體積部件可能出問題的地方越多，而汽車車身顯然是容不得缺陷的。
最後是大體積與高強度的沖突。大體積的車身部件，更可能需要承擔抵禦碰撞的任務，也就更加需要高強度。但偏偏，一般鑄鋁件需經過熱處理（固溶、時效，類似鋼材中的淬火），才能獲得高硬度高強度，而熱處理必然帶來熱脹冷縮的體積變化，越是大體積部件，這個形變誤差的影響就越大。
特斯拉最後是找到了一種無需熱處理的特殊鋁合金材質，才實作了Model Y的大型鑄鋁後車身。今年10月，蔚來宣布成功驗證了可用于大型壓鑄件的免熱處理材料，并将于第二代平台車型應用。找到無需熱處理（潛台詞是依然可滿足強度需求）的材料，是大型壓鑄件應用的關鍵。
特斯拉專dà利bǐng，可怕的四方向同時壓鑄，注意中間成品是一具完整車身
前後車身皆為壓鑄一體成型的Model Y還沒真正量産，特斯拉早就在展望更遠的未來。很早之前，特斯拉就送出過一個車身整體壓鑄的專利。
要知道上面所說的“後車身”，其實隻是“後車身的一部分（當然，是比較關鍵的下半部分）”，終究還是要和其他車身部件連接配接。而特斯拉更加雄心勃勃的未來，是整個車身由單次壓鑄一體成型——真正實作字面意義上的“一步到位”。
這樣科幻的一體壓鑄車身還很遙遠，光是能容納幾百千克原料的壓鑄機就得些年頭，更不要說如何設計這樣複雜的模具、如何保證如此複雜的流場下不出現缺陷、如何確定整車壓鑄後擁有足夠的強度等等。
其實車身部件的內建化、關鍵部件的鑄鋁化，一直都是汽車工業努力的方向。特斯拉作為攪局者，則是把一直滾動着的皮球向前踢遠了一大截，自然也引來了很多追趕者。據說包括蔚來在内的幾家車企已經在尋求大型鑄鋁件，當特斯拉逐漸靠一體鑄鋁獲得更多優勢，新造車企業對于産品力突破的饑渴，沒準兒真會将這皮球踢得更快更遠。