火热的一体化压铸，实在只有“七分熟”

3月初，在万众等待的特斯拉投资者日上，马斯克对一体化压铸技能只字未提。

这让外界多少有些不测，由于不久前，特斯拉还特意放出一张海报，配景是一面由密密麻麻的侧车身构成的配景墙。这张预热图一度让特粉以为，特斯拉要把最新的一体化压铸技能用在新一代车型上。

投资者日竣事后，预期的落空带着A股本不乐观的一体化压铸指数继承下跌，跌幅已达8.5%。在港股上市的特斯拉压铸机供应商力劲科技更是首当其冲，当天跌了10%，3月至今股价已下跌15%。

从特斯拉公布一体化压铸时资源山呼海啸的支持，到现在二级市场大家持币观望，一体化压铸的处境为何会变得云云玄妙？

01

生产革命：冲压焊接合二为一

时间回到2020年9月，马斯克初次公布，将一体化压铸技能用于生产Model Y后车身底板的生产，并将渐渐用2-3个大型压铸件更换整个车身底板370余个布局件，这种颇为大胆的做法为沉闷的整车制造打开了一种全新的思绪。

已往，汽车工厂生产车身底板，通常必要颠末冲压和焊接两个步调，前者将数以百计的低碳钢板（或铝板）压成想要的外形，随后进入焊装车间焊成一个团体。整个工艺非常成熟，从福特的流水线期间，汽车车身大抵就按这种方式生产。

但随着智能电动车期间对汽车迭代速率和生产服从要求的提拔，传统的生产方式开始显出短板：

1.生产周期长，传统生产工艺为控制精度，每一个零部件的公差都必须严酷控制，尤其是对于车身在内的布局件，通常要举行三轮匹配，才气固定尺度，而这一过程耗时长达6个月[1]。

2.仓储和地皮本钱高，汽车的白车身通常由300-500个零部件构成，这些零部件无论是从供应商采购，照旧在冲压车间加工完成，都必要举行仓储管理，对于整车厂而言，又是一笔不小的本钱。

3.焊接工艺复杂，工人数目多，由于要将浩繁冲压件举行毗连，汽车生产的四大工艺中，焊装车间的员工人数通常仅次于总装车间，装备数目更是到达别的三大车间总和的数十倍。除此之外，复杂的焊接工艺还常常是拖慢生产节奏的“罪魁罪魁”[2]。

4. 原质料接纳率不高，传统车身用料复杂，每个零部件对应的质料种类和型号都差别，导致质料的接纳使用率只有70%左右。

对于将工厂视作焦点产物，寻求极限定造服从的马斯克，这些题目无疑是无法容忍的。特斯拉的谋划理念是极致简化，干掉多余的生产步调和零部件。

在2020年8月，特斯拉引入了一件利器——Giga Press（超等压铸机）。听说，马斯克这么做的灵感来自办公桌上的玩具车模子。

巨型压铸机

这台占地面积相称于1.5个羽毛球场，重达410吨的大型呆板看似复杂，工作原理实在很好明白，有点像古代的青铜器浇铸，让加热成液态或半液态的高温金属进入模具，冷却定型后脱模，就得到了想要的外形。

这种工艺的长处，是能根据模具的计划生产出布局复杂的零部件。在传统汽车生产中，这种零部件通常必要冲压和焊接两步才气完成。

但缺点也非常显着，压铸涉及热加工，金属颠末高温熔化再冷却一定出现热胀冷缩，导致生产出的零部件尺寸大概存在偏差，应用场景有限。

在特斯拉之前，再大胆的车企也只敢用压铸工艺生产发动机缸体、变速箱壳体，铸铝塔顶和后纵梁等相对较小、强度需求较高的非布局件。

2018年上市的凯迪拉克CT6的车身曾被视为压铸工艺应用的顶峰之作，其使用铝压铸件将车身零件从227件淘汰到了31件，重量减轻了20%。

而特斯拉的创新之处在于扩大了技能的应用范围，乐成将一体化压铸工艺用在了前、后车身底板这种大型布局件的生产上。

在这一过程中，特斯拉积聚了很多压铸工艺与质料专属的know-how：

以压铸机为例，压铸件的巨细直接与压铸机的锁模力相干（可以明白为能用多大的力锁紧模具），特斯拉后车身底板的投影面积凌驾1平米，而此前车企生产的压铸件最大也只有0.5平米左右。

听起来差距不大，但为实现如许的压铸结果，特斯拉2020年从力劲子公司意德拉定制了环球最大的压铸机，锁模力凌驾6000吨，在此之前，行业最大的压铸机锁模力只有4400吨[3]。

同时，为了防止大型压铸件在热处置惩罚过程中发生过分热胀冷缩，从而引起尺寸毛病，特斯拉还专门挖来苹果合金专家查尔斯·柯·伊曼（Macbook金属外壳的发明者）研发免热处置惩罚铝合金质料，这些质料既能用在特斯拉的电动车上，也能用在SpaceX的火箭上。

又由于免热合金缺少二次热处置惩罚，天然硬化的铝合金强度与传统钢材和铝材相比存在差距，于是，特斯拉重新计划了前、后车身底板的传力计划，奇妙地规避了缺陷。

停止现在，特斯拉在上海、柏林、德州、加州四座工厂里都引入了巨型压铸机，此中得州工厂分别实现了Model Y前、后车身底板的一体化压铸，只必要进一步压出CTC（电池到底盘）底盘的布局件（不含电池），就能实现马斯克三年前电池日上答应的目的。

已往三年，特斯拉的产量从50万辆，飙升至137万辆，毛利率也从21%上升至25%。一体化压铸发挥的作用难以忽视，应用了一体化压铸后车身底板的Model Y，单车毛利率一度高达30%。

但这显然还不是特斯拉想要抵达的终局。

在本年3月初的投资者日上，马斯克给围观群众画了一个新饼，公布了一种名为“unboxed process”的生产模式，整个车身将由六个大的总成构成，每个部门仅以少数压铸件为底子举行拼装，末了像拼乐高一样组合在一起。

新的生产模式中，传统的焊接步调将被大幅缩减，汽车的四大工艺很大概从冲压、焊装、涂装、总装的线性串联，演酿成冲压、压铸并行，串联到涂装、总装的全新形态。

基于新的生产模式，汽车行业的工厂形态、生产节奏和职员构造都将被重新界说和梳理，这是一场真正的生产革命。

02

硬币的B面：极限工艺的得与失

抱负越优美，实际每每越骨感。

客岁7月尾，推特上一组航照相片表现，特斯拉德国柏林工厂外随意堆放着大量废弃的Model Y后车身底板废件，外媒报道称该工厂后车身底板压铸的废件率高达60%[4]，由于压铸件达不到特斯拉的要求，柏林工厂被媒体讽刺为“铸件坟场”。

这组照片意味着即便是占据先发上风的特斯拉也无法包管参透一体化压铸的全部奥秘。

特斯拉柏林工厂外的“铸件坟场”

这是横亘在全部跟随者眼前的一堵高墙。现在的一体化压铸，是一项实打实的极限工艺，而极限每每意味着高风险。

在制造业中，有个概念叫工艺计划空间，这个空间界说了各项工程参数的变更范围，在这个范围内恣意调解参数也不会影响产物的质量。但当工艺迫近极限，工艺计划空间就会变得极其局促，各项工程参数的控制会变得非常严酷。

一体化压铸就是云云，它的四大门槛分别是装备、模具、质料和工艺，任何一个环节出现题目，大概就会半途而废。

以模具密封性举例，一体化压铸必要接纳真空压铸中密封性最强的超真空压铸（

模具是一方面，铝合金浇注体系更关键，铝合金溶液有着敏感的结晶时间段，如安在这个时间段内包管铝合金严丝合缝地浇铸到复杂模具的每一个角落也相称磨练压铸厂和整车厂的工艺know-how。

除了把握know-how，摆在整车厂和压铸厂眼前的另有工艺的磨合题目。

当压铸机锁模力突破6000吨，到达9000吨以上时，压射体系、浇铸机构、油泵油路等全部零部件都必要重新计划，而整个压铸岛的零部件来自十多家供应商，对软硬件、工序流程、现场计划举行磨合的过程也极其复杂[3]。

这也使得完善的压铸呆板和压铸件仅存在于数学概率中。

在业内人士看来，铸造一定有缺陷，用不消，用在哪儿，取决于整车厂的容忍度[6]。根据公开信息，国内广东鸿猷、文灿股份，国外特斯拉的良品率险些都在90%左右，与传统冲压件99%以上的良品率相去甚远。

而且，为了在本钱上具备可行性，整车厂对一体化压铸良品的界说，也和已往对冲压件、小型压铸件的要求差别。根据行业工程师的说法，车企通常会对这类大型零部件举行布局分区，一些不影响布局安全和功能性的瑕疵会被放过，从而提拔良品率[7]。

在车市物语的报道中，也有蔚来工程师提到，Model Y的后车身底板存在各种裂纹和睦孔[8]。这些就是特斯拉在工程上担当了的缺陷，而无法担当这些缺陷的车企就必须担当更低良品率带来的本钱丧失。

在已往本钱三五百元的小型压铸件上，车企通常会担当这种丧失。但面临后车身底板这种本钱3000元以上的大型压铸件[7]，假如按照良品率90%，年产量10万件盘算，车企在这一个零部件上额外付出的本钱就到达3000万。

纵然代价云云高昂，极限工艺也未必能带来极限提拔。

一个反知识的结论是，一体压铸并不代表绝对的降本增效，乃至被浩繁研报吹捧的轻量化概念，也值得质疑。特斯拉Model Y的两代一体化后车身底板分别重54公斤与65公斤，相比之下，国内某自主品牌同部位分体全铝部件仅重42公斤[3]。

导致这种尴尬环境的缘故原由在于，免热处置惩罚的铝合金在强度上存在天赋不敷，而强度不敷就必要厚度和重量来凑。

别的，在一些环境下，压铸模具会刻意做宽一些布局中较窄的部门，由于现有工艺下，较窄部门铝合金溶液进入时阻力较大，产生缺陷的概率会直线上升，但做宽这部门就能提拔一体化压铸的良品率。

在车企眼中，这部门多出来的质量被视作“无效减重”，会转化成原质料和电池上的本钱，限定了一体化压铸带来的降本结果。

03

超高门槛：爆款和高端，缺一不可

对于绝大多数车企来说，一体化压铸在当下的投入产出比都必要被重新估量。

三年前，特斯拉的应用让一体化压铸进入了公众视野，在特斯拉之后，有不少整车厂开始跟进一体化压铸的研究。但时至本日，国内真正和特斯拉一样实现后车身一体化压铸的仅有蔚来ET5、极氪009、高合HiPhi Z等少数车型。

很多车企仍在观望一体化压铸真正的结果，除了思量到上述投入产出比的题目，另有一个缘故原由是特斯拉的一体化压铸接纳的是In-House的生产模式。

传统汽车研发，整车厂与供应商共同研发出的技能每每只在限定期内具备独有性，随着供应商对外供货，整车厂和供应商的人才活动，其他整车厂早晚也会把握这项技能。尤其在国内汽车财产，技能上险些没有机密，而且厥后者跟进的本钱极低。

但在In-House生产模式下，特斯拉一体化压铸的know-how很难外溢。由于工艺环节繁多，技能复杂，每个工程师只把握几项工艺，导致除非将特斯拉的压铸团队整个挖走，否则纵然能采购到同样的装备，跟进者也必要将特斯拉踩过的坑重新踩一遍[7]。

典范如蔚来，客岁就由于文灿股份压铸件的供应题目，导致了ET5和ET7的减产。

退一万步说，纵然办理了工艺的困难，一体化压铸也并不得当全部车企，由于一体化压铸的上风在于进步生产节奏，而并非低落本钱。

极致高效的背后，是零部件在通用性和机动性的缺失。

整车厂采购大型压铸呆板通常只用来生产一种压铸件，差别车型必须要用差别模具，换句话说，Model Y的后车身地板不大概用在Model X/S上，乃至连尺寸差别不大的Model 3也适配不了。

别的，由于大型压铸件的模具动辄重达百余吨，必要动用起重机举行更换，更换一次模具再启动生产必要泯灭10-12个小时，而通例冲压工艺更换模具只必要2-3分钟。在这段时间里，假如一台压铸机不中断运转，能生产200-240个压铸件。

整车厂假如不想浪费压铸机的服从，就必须包管有一款充足爆款的车型来消化压铸机的产能，必要有多爆款呢？

根据电动汽车观察家援引业内人士观点，一次性一连生产5000（10天）-20000（30-40天）件，才是一体式压铸大型布局件比力经济的规模[3]。

按照10天5000件的规模门槛来看，一年比力经济的产量约莫是18万件，假设压铸的是后车身底板如许的一辆车一件的大型零部件，那么就必要包管这款车型一年的产量大于即是18万台。

我们不妨将门槛放低一点，客岁在中国销量凌驾10万辆的爆款新能源车包罗五菱宏光MINIEV、比亚迪秦/宋/汉/元/海豚、特斯拉Model 3/Y、埃安Aion Y。

那么题目来了，这么多爆款，为什么只有Model Y用上了一体化压铸呢？

根本缘故原由在于，Model Y是内里卖得最贵，同时又是卖得最好的电动车，由于一体化压铸必要的铝材比钢材贵了不止一点点，只有效在高端爆款电动车上才是性价比最高的，这本“技能账”才算得过来。

也正是由于淹没本钱太高，国内像“蔚小理”这些不差钱的新权势们固然外貌上都在跟进这项技能，但没有草草地选择in-house模式，而是选择和Tier1零部件公司共同研发来低落试错风险。

参考资料：

[1] 一体压铸技能：特斯拉的制造革命，建约车评

[2] 特斯拉一体化压铸：革谁的命？高新南七道

[3] 汽车变乐高，一体式压铸是汽车制造的终局吗？电动汽车观察家

[4] Tesla's Mega Castings Are Not Working Well for Giga Gruenheide: Over 60% of Rejects，autoevolution

[5] 一体化压铸降本增效，行业海潮将至，民生证券

[6] 特斯拉一体压铸带来本钱低落，为什么传统汽车主机厂此前没有雷同实验？JackyQ的汽车漫谈

[7] 特斯拉压铸：偷工减料照旧大胆创新？孤岛车谈

[8] 一体化压铸：工业神话or资源泡沫？车市物语

[9] 汽车制造的天下止境，就是一体压铸了？Autocarweekly

[10] 被神话的“一体压铸”，和马斯克没说的机密，深途