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中國有能力跟進特斯拉一體化壓鑄工藝,材料不存在卡脖子一說

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馬斯克想用更低的成本,把車做成像手機一樣的快消品,最好壞了直接換新的,本來隻需要幾萬的維修費,用了特斯拉一體化壓鑄技術之後直接漲到20萬,這個技術到底是割韭菜還是真颠覆?這樣的一台電動車你能接受嗎?如果真是颠覆,那特斯拉已經注冊了獨家的免熱處理材料專利了,中國會受制于人嗎?

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很多人誤以為壓鑄技術是特斯拉搞出來的,其實福特早在F150上就已經采用了壓鑄技術,然而壓鑄在福特手裡沒火,擱特斯拉這邊直接火爆全球,這展現了馬斯克強大的号召力,真的是不服不行。之後特斯拉用一台大型的壓鑄機,完成了對“沖壓+數百台機器人焊接”環節的取代,以單個大型鋁鑄件,替代了大量的小型零件,既提高了電動車的續航、降低了成本、提高了産能,還推動了汽車車體制造技術的變革。

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國産廠商面對一體化壓鑄技術帶來的巨大競争力,怎能不跟進?為了提高續航,蔚來汽車用的是全鋁車身,其中有30%是鋁鑄件,但因為沒有使用更大的壓鑄工藝,不得不使用複雜的連接配接工藝來打造白車身,這裡面包括諸如熱融自攻鉚接、自沖鉚接、鋁點焊等7種複雜工藝,麻煩的要死,是以為了提升産能、降低成本,蔚來跟進的意願很堅決。

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包括高合汽車與拓普集團合作,已經成功量産下線了國内首個一體化超大壓鑄車身後艙。這是目前汽車零部件領域,已知最大的一體化鋁合金壓鑄件,實作了15%-20%的減重效果。那麼問題來了,國産廠商确實有能力做出來一體化壓鑄件,但是技術水準相比特斯拉到底如何呢?

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傳統鋁合金壓鑄件,需要經固溶和熱處理來滿足車身性能所需的強度和韌性。而一體化壓鑄的車身結構件,體積大、壁厚小,根本無法承受熱處理帶來的形變,特别是像車身這麼大尺寸的情況下,哪怕是很小的變形都會受不了,因為這個東西做出來以後還要跟車身上其他部位做安裝和比對,是以對精度的要求是非常高的。有人說變形可以通過矯形的方式把它強行地調整過來,但是這個會造成一些零部件上的損失,最後帶來的結果就是,合格率非常低,而且成本會非常高。

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是以這時候就需要開發出一種免熱處理的鋁合金材料,壓鑄後不需要經過熱處理,即可滿足車身結構件所需要的力學性能。從名字就能聽出來,這個材料要實作壓鑄出來就能夠用,強度各方面的性能都能達到要求。大部分的鋁合金材料,比如說我們用得比較多的德國萊茵鋁業,這家是鑄造鋁合金領域的龍頭,國内外大部分鑄造鋁合金的材料,都來自于萊茵鋁業,大家都是在它的基礎上做了各種各樣的改變和改進。特斯拉是在2015年從蘋果公司挖來了鋁合金專家查爾斯·柯伊曼,開發出了這種免熱處理的鋁合金材料。而獨家專利的鋁合金材料,正是特斯拉一體化壓鑄技術的核心壁壘。

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除了特斯拉已注冊專利的“用于結構部件的壓鑄鋁合金”,華人運通與上海交大,也已成功開發出了TechCast超大鑄件用低碳鋁合金材料,該材料的流動性高于同級别材料15%以上,強塑積高30%以上,達到了國際領先水準。蔚來也成功驗證了EZCAST系列高強韌鑄造鋁合金在大型結構件上的應用。包括立中集團,也已經開發出了免熱處理的鋁合金材料,并于2020年獲得發明專利授權,是國内唯一一家取得該材料專利證書的企業,目前已實作批量生産。

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再從工藝角度分析一下,一體化壓鑄本質上屬于高壓鑄造工藝,真空高壓鑄造生産的鋁車身結構件,強度更高、品質更好,是以是目前的主要技術路線。國内的文燦股份相信大家都很熟悉,2015年就進入了特斯拉的供應鍊,目前給特斯拉、蔚來、奔馳供應鋁合金高壓鑄造車身結構件,綜合能力比較強,壓鑄機模具可以自己做,免熱處理材料技術也已經掌握,是國内最早研究及使用真空高壓鑄造工藝生産鋁合金的企業,也是國内大規模量産鋁合金車身結構件的龍頭,産品基本覆寫全部鋁合金車身結構件。目前已實作大型、複雜、薄壁一體化與輕量化制造,在技術上領先國内同行4-5年。前幾天文燦股份也完成了超大型一體化鋁合金後地闆産品的試制,給造車新勢力供貨,由9000噸壓鑄機壓鑄而成。

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是以說我們是有技術積累的,包括小鵬武漢的工廠,也已經加入了一體化壓鑄工藝工廠中的房間,這不是特斯拉一家壟斷的技術,我們完全有能力同步跟進這項技術的應用。雖說特斯拉的材料已經申請專利保護了,但是也不能就此認定我們國産廠商開發的其他材料就不行,我們要明确一點,無論是用哪種材料,材料的一些基本性能,必須要比傳統的壓制鋁合金要好。比如說流動性是一定要好的,因為這個零件太大了,流動性不好的話,連成型都困難。在強度和韌性都達到要求的情況下,各廠家可以有不同的特點,有高強度的、有低強度的,有延伸率高的、有延伸率低的。我們的材料可能不是最好的,但是它很能适應某一種結構,或者某一種工藝,那我們材料就會得到很好的推廣和應用。

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雖然進入電動化時代,車型疊代加速,車身一體壓鑄是大勢所趨 ,但是目前來看的話這項技術還不成熟,還有許多亟需解決的難題。比如說之前有特斯拉車主倒車時,不小心撞壞了一體壓鑄的後地闆,結果花28萬買的model y,光維修費就需要20萬。這就是目前一體化壓鑄技術被人诟病最深的地方,一旦發生碰撞,造成一體化壓鑄成型的部件損壞,就隻能将其整個部件替換掉。

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這也就是為什麼特斯拉要先在後車體上做,他們覺得那個地方發生碰撞的可能性比較低,按理說一體化壓鑄能減少焊接點,結構強度和穩定性應該比沖壓和焊接做出來的更好才對,而且特斯拉自己說的,他們的材料可以使得整體機械性能上升20% - 30%,能夠滿足碰撞的要求,但是這些更好我們目前并沒有切身感受到。于是越來越多的消費者開始質疑,這種新技術是不是建立在足夠安全和優異性能的基礎之上,是不是在割韭菜?

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首先這個技術的降本效果非常明顯,作為消費者最直接的受益就是可以以更低的價格買到電動車。在推動電動車快速普及、擠壓國外燃油車巨頭們生存空間這件事上,我選擇站隊馬斯克,中國和特斯拉處于同一戰線。其次國産廠商已經快速跟進這項技術的應用了,大噸位壓鑄機的技術也掌握在我們手裡,是以從有利于中國電動車産業發展的角度看的話,我們沒必要唱衰和反對這項技術。

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大部分反對的聲音,主要是擔心壓鑄工藝很難滿足汽車産業的品質要求,比如說氣孔缺陷隐患大,精度低、整體強度難協調,還有暴漲的維修成本和保險成本...這些問題的确存在,他們說的都是事實。我的了解,馬斯克想用更低的成本把車做成像手機一樣的快消品,最好壞了直接換新的。但說是割韭菜還為時過早,畢竟技術還不成熟,材料和工藝都還有很大的提升空間。就像電動車剛開始被人罵是智商稅一樣,到現在越來越多的人開始擁抱電動車,是以我們需要給予更多的鼓勵和耐心,而不是因為恐懼而将其扼殺在搖籃裡。(寫自工号:工業科技控)

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