出品丨虎嗅汽車組
作者丨周到
頭圖丨視覺中國
小米SU7，終于傳遞了。
4月3日，在小米創始人、董事長兼CEO雷軍的親自見證下，首批小米SU7終于向使用者進行了傳遞。在活動現場，雷軍宣布這款車已經收獲了10萬個訂單，其中超過4萬使用者已經确定鎖單。
顯然，廣大使用者對于SU7這款車的認可度還是相當高的，而這背後少不了小米在營銷方面的努力。在産品功能和技術之外，雷軍在其視訊号裡把小米汽車的工廠從自動化率，到機器人數量，以及最重要的——9100噸一體化壓鑄機，都進行了詳細的宣傳。
放眼過去，整個汽車行業内幾乎沒有一家車企對于整車制造環節進行過如此細緻而破圈的成功傳播。僅僅在微信視訊号上，雷軍關于壓鑄機的這一條視訊就獲得了點贊、轉發和收藏均達到10萬加的資料，評論也超過5萬個。
至此，借助雷軍和小米SU7，一體化壓鑄這個原本僅僅屬于汽車行業細分到制造領域的話題，變得人盡皆知。不過，在經過和業内諸多人士交流後虎嗅暗信号團隊發現，這項技術遠遠不止很多人意識裡的“一壓成型”而已。從具體零件的設計，到具體的制造技術，各個方面的因素都是制約一套一體化壓鑄方案能否達成其設計預期的關鍵因素。
下面，就讓虎嗅汽車暗信号團隊給大家聊聊，一體化壓鑄有多厲害，以及小米的這款9100噸壓鑄機在行業裡處于怎樣的級别和水準。
“壓”出一輛車，到底有多難？
所謂的一體化壓鑄，其實沒有特别明确的概念。這項制造技術最早由特斯拉在2022年提出，首度應用于美國德州的超級工廠。當時，特斯拉采用了6000噸級的一體式壓鑄機，用于Model Y的生産。通過新技術，在Model 3上原本超過70個白車身後地闆零件，如今可以被壓縮為2個零件。
采用了一體化壓鑄技術生産的Model Y，整個後地闆變成了一整塊
對于這項新工藝的結果，當時特斯拉CEO馬斯克給出的資料是，原本1-2個小時的工時将被壓縮至最短45秒，制造成本也能降低40%。更重要的是，一體式壓鑄機的占地面積僅有100平方米。如果将現有生産工序盡可能地替換為一體式壓鑄，工廠面積能夠縮減30%。
而看到了特斯拉的成功案例後，包括奔馳、大衆、沃爾沃、小鵬、蔚來和理想等企業也紛紛在汽車生産中采用了類似的方案。而特斯拉的供應商意德拉（Idra，力勁集團的子公司），以及廣東鴻圖、中信戴卡、拓普集團等一系列一體式壓鑄上下遊供應鍊企業也順勢被一舉帶到了水面之上。
但是，在汽車上實作一體化壓鑄，絕不僅僅是将合金材料噴入壓鑄機之後，直接得到零件而已。如何基于工藝要求設計好車身零件，在制造的過程中提升良品率，以及能否最終實作品質的提升和對成本的控制。
換言之，這一切絕對不是像壓三明治那麼簡單。
記得剛入行的時候曾有車企的品質管理工程師告訴筆者：好的品質，一大半是設計出來的。放在一體式壓鑄這件事上，車企的設計與工程能力是一切的決定性因素。
業内資深專家來自廣東鴻圖的黃祥告訴筆者，一體化壓鑄件相比較普通的焊接或沖壓件，具有尺寸大、壁薄和力學性能要求高的特點。在生産過程中，液态鋁合金需要在幾十毫秒的極短時間内完成長流程的穩定填充，才能保證良好的産品品質。
為了控制産品重量凸顯輕量化效果，在産品設計方面，車企需要把零件的厚度盡可能控制在3毫米以下。而長流程、薄壁等結構特點使得填充的工藝難度更大，對機台性能的要求也更高，零件的壁厚還要均勻，防止局部料厚熱節縮孔。同時，車企還需要對零件薄弱部分增加筋條設計，以提升産品的強度并改善填充效果。
在壓射成型過程中，由于一體化壓鑄的産品模具尺寸非常大，高溫下産品與模具本身各區域都會發生不同程度的形變。産品的形變對于後續的矯形工序是一個較大的挑戰，而模具的形變和分型面配合不佳則會導緻飛料等生産問題。是以對于溫度的精準控制變得極為重要。
所謂的飛料，指的就是在金屬熔融和注入模具的過程中由于鎖模力、壓射力、速度或溫度控制不當導緻的金屬濺射或漏出模具的情況。這不僅會導緻材料浪費和生産效率被影響，滾燙的金屬流飛濺也是壓鑄工廠中的房間主要的安全問題。
零件邊緣不規則的形狀，就是“飛料”部分
同時模具還需要合理抽真空布局，以在最短時間内最大限度地提升型腔内的真空度，以便在最大程度上避免氣孔的産生。
是以，汽車企業在設計産品和制造技術時，需要針對不同的零部件的結構設定分區域模具溫控、多通道高速抽真空等工藝方案，以保證産品的工藝穩定性和一緻性。在正式生産之前需要根據産品和模具的問題點，制定合理的澆排方案，即從模具的什麼地方設定澆口，加入熔融金屬，以及從哪個部分排出空氣和多餘材料。
充型過程中的紊流和夾雜的分析 圖檔來源：MAGMA公司官網
最後黃祥還指出，在這個過程中企業還需要根據壓鑄機台、産品結構、壓鑄模具設定合理的壓鑄工藝參數，并通過計算和模流仿真驗證填充效果，改善局部成型的潛在問題，以保證三者的最良好比對度，進而在新能源汽車産品高速疊代的市場背景下，減少産品試制驗證周期。
顯然，這個複雜工程将造車的難度提升到了新的高度。事實上，即使是行業先驅特斯拉，截止到目前也隻是将良品率提升到了90%的水準線上。東莞市大豫智造總經理劉建勳對筆者透露，絕大多數車企的一體化壓鑄良品率僅達到了80%乃至更低的水準。
是以，小米的一體化壓鑄很厲害嗎？
在小米汽車的官方介紹中，該公司自主設計了“9100噸一體化大壓鑄裝置叢集系統”，從鋁錠到成品鑄件實作了全棧自研自造，包含9大工藝，60個裝置，精密控制433個工藝參數。在這些工藝的基礎上，小米SU7将以往需要72個零部件共同組成的車輛後地闆，實作了一體化壓鑄。
事實上，盡管雷軍和小米汽車對于其一體化壓鑄工藝進行了重點宣傳，但實際放出的參數并不多。其中最引人關注的，便是“9100噸”這個數字和機關。
但從技術次元和名額上來看，衡量一套一體式壓鑄方案的名額其實包括但不限于以下幾種：
1、鎖模力，即壓鑄機能夠提供的最大閉合力。這個數值直接影響到壓鑄件的尺寸大小和精度，對于車身這種大型結構件尤其重要。前文提到的“9100噸”，就是鎖模力；
2、壓射力，也就是壓鑄機向模具内注射熔融金屬的力度。足夠的壓射力能夠保證金屬液體快速而均勻地填充模具以形成合格鑄件，這個參數對于制造複雜形狀的零件尤其重要；
3、壓射速度，即金屬填充模具的速度和時間，這對于産品内部結構的完整性和最終性能有着直接影響。較高的壓射速度有助于減少模具腔室内氣體的含量，并能夠提升生産效率；
4、熔融金屬容量和模具尺寸，這就決定了該壓鑄機上能夠生産零件的最大尺寸。
當然對于小米汽車而言，以上這些參數恐怕大多都是商業機密。但從SU7目前隻是在車身後地闆的制造中使用一體化壓鑄就可以看出，小米選擇的還是一個更加成熟和穩妥的方案，相比較全行業來說并沒有“那麼的驚世駭俗”。
“受制于此前壓鑄機對于噸位的限制，大多數車企都僅對車輛後地闆進行一體化壓鑄制造，因為相對而言其和前艙部分相比，對功能性要求更低。”黃祥對筆者說道，“不過随着廣東鴻圖等企業12000噸乃至16000噸級壓鑄機的應用，整車制造的內建化程度還有望進一步提升。”
除此之外，筆者還比較好奇的是，小米汽車的一體化壓鑄機對于整車成本的降低能夠起到怎樣的作用。畢竟SU7作為一款起售價21.59萬元的純電動轎跑車，對于成本控制的要求要比30萬元以上的電動車更高。
按照劉建勳的推測，9000噸級的壓鑄機價格約為1億元，而整套壓鑄模具的成本為2000萬元左右，制造周期為4 ~ 6個月，壽命約為8 ~ 10萬模次。“在此基礎上，小米如果能将生産良率控制在80%以上，那麼将會對成本控制産生更大的增益。”
除此之外，小米汽車還聲稱其是“國内唯一擁有量産自研合金材料的汽車廠商”。該公司通過和國家級實驗室的合作，“自研多元材料 AI 仿真系統計算超過 1016 萬種配方。 經過 1550 次打樣，最終篩選出高強度、高韌性、高流動性、低碳環保的小米泰坦合金。”
配方就在這裡，有興趣的朋友可以嘗試逆向一下
當然了，鑒于材料科學的複雜程度，筆者顯然不能對這款合金的實際性能進行評價。但也許是處于中二病晚期的緣故，筆者看着小米對于泰坦合金的描述，不由得想起了漫威宇宙中的一款虛構的外星金屬——振金。
漫威人物“黑豹”所處的非洲國家瓦坎達，盛産振金，也能用于造車
對此，筆者最為好奇的是，這套一體化壓鑄方案生産的SU7，安全性到底如何。要知道，小米汽車在其官網對一體化壓鑄技術和其在SU7上的實際應用特地開辟了一個專區進行說明，但鑒于這款車還未開啟大規模傳遞，是以中汽研和中保研等專業評級機構還沒法對于這款車的安全性進行碰撞測試。
但在小米汽車公衆号日前釋出的一篇涉及車輛安全性的推文内容來看，該公司對此顯然信心滿滿。
寫在最後：
在撰寫這次的暗信号選題過程中，筆者不由得好奇一個問題：在造車的流程裡，究竟一體化壓鑄能夠登峰造極到什麼程度？
對此，國内的滑闆底盤廠商悠跑給出的回應是：對滑闆底盤件實作一體化壓鑄。而按照鎖模力公式——壓鑄件投影面積✖️鑄造壓力/1000=鎖模力來計算，要實作對于整個底盤的壓鑄需要三萬噸級的壓鑄機。
也就是小米汽車工廠壓鑄機鎖模力的3倍有餘，而目前擁有這種恐怖參數的機器還不存在。
不過悠跑的專家也告訴筆者，要突破壓鑄機鎖模力噸位并不難，但目前的問題是行業并未實作足夠的需求。從這個角度看，筆者倒是期待雷軍和小米汽車能否開行業先河，在該公司後續車型上實作對于底盤的整體壓鑄。
這樣的話，不僅小米汽車的結構強度和成本控制還能更上一個台階，雷總的視訊号資料也能往上翻幾番了。
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