马斯克的巨型机器曝光 造车就像造玩具一样简单

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Toutiao
最新回复:2021年2月4日 8点9分 PT
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敲黑板




特斯拉正在把造车这件事,变得像造玩具车一样简单。

最近,马斯克与特斯拉拆解专家、美国工程咨询公司 CEO 桑迪 · 芒罗进行了一次对话,他透露,特斯拉的最终目标,是要让每辆车和零部件,都像乐高积木一样精确一致。

实现这一目标的关键一环,就是特斯拉的造车神器——全世界最大的压铸机 Giga Press,已有特迷在推特上爆料,称新款 Model S/X 也用上了一体式压铸车身。



特迷埃里克 · 安德森发现新版 S/X 用上一体式压铸车身



@Ray4Tesla 爆料新版 S/X 的前车身也是一体压铸,首批车身已下线

去年,特斯拉弗里蒙特工厂就部署了 Giga Press,Model Y 的整个后部车体,包括防撞钢梁在内,都是用这台压铸机一体压铸成型。



Model 3(左)中的 70 个零件整合成了 Model Y(右)中的 2 个零件



每辆 Model Y 减少 79 个零部件

去年 9 月的电池日上,马斯克称特斯拉研发了一种新的底盘结构,整个底盘结构主体,由前、后两部分的单体压铸车身以及一体式的底盘集成电池包组成。

通过这样的结构,可以减少 370 个零部件,在减重 10% 的同时提升 14% 的续航。



而马斯克的最终目的,是直接铸造整个白车身,就像造火柴盒合金玩具车那样造出电动汽车的车身。

特斯拉布置了 14 台巨型压铸机

几天前,一位 YouTube 博主为了打探新款 Model S 的线索,操控着无人机飞到了特斯拉弗里蒙特工厂。

无人机偶然扫过一幢白色厂方的露天窗户时,却意外发现了那台传说中的巨型压铸机,正在快速生产白车身。



从视频看,Giga Press 一分钟就可以生产一件铸件,算上准备运输时间,每小时能制造 40-45 个,一天就有约 1000 个。



视频已快进

去年 8 月,这台压铸机正式进驻弗里蒙特工厂。

马斯克在介绍 Giga Press 时说,这项压铸工艺可以让 70 多个零件减少到 2 个,最终只剩 1 个。



组装 Giga Press

Giga Press 大小与房子相当,长 19.5 米、高 5.3 米,重达 410 吨,零部件运输至少需要 24 辆平板卡车。



Giga Press 组装完成

目前,特斯拉至少有 14 台巨型压铸机,分布在世界各地的工厂里。

弗里蒙特工厂有两台,并且已投入使用,上海超级工厂有三台,柏林超级工厂则接收了八台。

还未建成的德州超级工厂,已有三个安置机器的区域,目前已有一台安装完毕。



2020 年 10 月 30 日,特斯拉柏林工厂的压铸设备区域

" 在柏林和德州工厂运行起来后,Model 3 也会采用一体压铸,但今天 Model 3 是最走量的产品,产线一直在高速运转。你很难给以 80 英里 / 小时高速行驶的大巴换轮胎。" 马斯克说。

此外,特斯拉皮卡 Cybertruck 的整车式后车底也会用到压铸机,而且是更大的机器。



特斯拉皮卡 Cybertruck 示意图

"Cybertruck 卡车底盘很长,将使用 8000 吨级的压铸机铸造,而不是 Model Y 用的 6000 吨级机器。" 马斯克说," 世界最大 " 压铸机的头衔很快就将易主。

像造玩具汽车一样造白车身

压铸,是一种金属铸造工艺,原理类似于注塑成型,对融化的金属施加高压,注入模具铸造出需要的零部件形状。

该工艺多用于铝合金车身制造,如凯迪拉克、宝马、奥迪等车型都采用过铝合金铸件,但 Model Y 的铝铸件覆盖了后车体的大部分,是目前最大的铝合金车体铸件。



Model Y 的铝铸件

而马斯克的最终目的,是利用压铸机一次成型压铸出整个白车身。

早在上世纪五十年代,英国伦敦的火柴盒玩具工厂,就用类似工艺制造锌合金玩具车。



设计师先画出车身细节图纸,雕刻出木制模型,精确尺寸后,再由工人切割出钢模形状。



接着,把钢模装进铸造机,舀一勺融化的金属注入机器,几秒钟就可以压铸出一个玩具车身。



一台铸造机,每天可生产约 7000 辆合金玩具车。



传输带旁,一群女工会挑拣出不合格产品,回收废料,继续融化使用。



在塑料玩具大规模普及之前,这种相对简单的方法,非常适合大规模生产各种类型的玩具。



现在,马斯克要把造玩具汽车的概念带到现实世界中来,大大简化白车身的制造工序。‍

特斯拉的技术别人学不来

传统车企,都是按照冲压、焊接、涂装、总装的步骤制造汽车。

而我们之前说过(传送门→《马斯克喜提造车神器,不到 20 万的特斯拉要来了?》),马斯克热衷于压铸工艺,是因为 Model 3 的白车身工艺过于复杂,严重影响了车辆自动化生产效率,所以在设计 Model Y 车身时进行了大幅改进。



车身一体压铸成型,意味着特斯拉超级工厂不再需要管理大量的白车身冲压件,也跳过了焊接涂胶等工艺环节,大幅降低了制造成本,缩短了车辆下线时间。



特斯拉官微曝光 6000 吨级巨型压铸机

而且,传统冲压工艺会产生大量废品残渣,Giga Press 可以像造玩具车那样回收废料,原材料利用率几乎达到 100%。

此外,一体式压铸件减重 30% 左右,有助于提升续航能力,同时还增加了防撞梁作用面积,提高了车身刚性,碰撞安全性提高了 20% 以上。



焊接工艺精简,化繁为简

然而,其他车企很难效仿特斯拉的创新。

首先,压铸机和压铸模具非常昂贵。



特斯拉发布 Q4 财报时,首席财务官科克霍恩专门解释,第四季度利润率大幅波动,是因为受到了 Model S/X 生产线更新、部署 Giga Press 等新设备的影响。

如果没有大批量生产带来的规模效益,车企很难分摊压铸工艺的综合成本,可是全世界只有特斯拉能卖出几十万辆钢铝混合车身汽车,没有之一。



再者,Giga Press 是特斯拉和压铸机厂商联合定制,深度参与了软硬件的设计制造,别人买得到机器,也买不到技术配置。

最重要的是,特斯拉的铝合金材料是独家配方,没有这种材料,拿到 Giga Press 也造不出体积这么大的铝铸件。

早在 2016 年,马斯克就挖来了苹果合金专家查尔斯 · 柯伊曼,同时领导特斯拉和 Space X 的材料工程团队。



苹果合金专家查尔斯 · 柯伊曼

柯伊曼在苹果的成名作,就是 Mac 电脑的一体化铝合金机身,在同等密度下,材料强度比标准铝合金高 60%。



在汽车产业供应链高度发达的今天,有多少车企会为了改进生产工艺,专门开发自己的铝合金材料?

从这个角度说,特斯拉市值做到行业第一也不是全无道理,至少,它真的带来了许多革命性的创新。

带头大哥
1 楼
哪家汽车制造厂不是这样?
t
tz2000
2 楼
坏处是以后撞坏一点就全车报废? 没有零件可换
j
jessy2018
3 楼
车子质量不行,讲这些都是在扯蛋。
b
bear2016
4 楼
一旦撞了,就只能换车了
黄和
5 楼
我去,悲哀啊。喷子们,你开过特斯拉吗?
G
Gooddevil
6 楼
开了几年特斯拉,什么问题都没有,软件经常免费升级,越开越喜欢
S
Science_东岸01
7 楼
有人说Musk就是个骗子 日,谁整一个类似Tesla,SpaceX,boring Company,Neuralink这种项目出来瞅瞅?! 无论你服不服,Tesla现在在全球电动车市场是头牌 SpaceX这种就更不谈,第二个玩家后视镜里看不到 Boring Company和Neurlink虽然还是玩家阶段 Starship和Neuralink真正地体现Musk是那种能把科学和技术真正串起来的大Boss
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sesa2015
8 楼
tz2000 发表评论于 2021-02-03 17:28:10 坏处是以后撞坏一点就全车报废? 没有零件可换 ============================== 一撞就起火了
天随人意
9 楼
我国一九五几年就有万吨水压机了
吐槽吐槽
10 楼
传统的铸造工业也有如此的创新突破!其他的汽车 OEM 对此啥反应?
D
DoctorXI
11 楼
我以前因为lease拥有过许多不同的车,平均一年多就换,这些车开始一两天还有点新鲜感,后来就没了,只有Tesla是越开越喜欢,是真的一段时间不开就想得慌,现在就等卡车了
D
DoctorXI
12 楼
这位天随人意是来搞笑的吗?
相信事实
13 楼
应该是热压,而不是浇筑。那么大体积而且薄的材料很难浇筑。 维修确实是一个很大的问题,局部损坏就得换整体?
l
lthy
14 楼
特斯拉的自动驾驶能使撞车率大幅下降。
何西2017
15 楼
绝对优势,特斯拉车优点太多了,开过啦才有体会,下一辆还是特斯拉,期待cybertruck
n
novtim2
16 楼
技术确实领先,但是这些技术并非遥不可及,TM、F等要想走这个路线,现在动手不晚,但是就怕这些老公司自己牛逼,不信邪,那么他们就没有希望了。如果他们现在能认识到落后还是可以被追上。
b
bl20120
17 楼
马斯克是真天才,不服不行。
n
novtim2
18 楼
TSLA采用的是INTEL当初控制PC的秘方,就是每年产品性能体高,同样性能的产品价格减低,自动化和工艺上每年持续提高,把其他制造商挤兑的没有生存空间。当然INTEL现在制造工艺落后了,但是在汽车领域这种方法一直被认为不可能。BILL GATES2000年时就说过,如果汽车工业向PC的速度一样发展的话,我们的汽车都会飞了。这也被大家公认为:不要指望汽车工业能向PC一样持续更新。哪个打破GATES的魔咒的人,注定成为世界首富。
总是我
19 楼
sesa2015 发表评论于 2021-02-03 17:59:09 tz2000 发表评论于 2021-02-03 17:28:10 坏处是以后撞坏一点就全车报废? 没有零件可换 ============================== 一撞就起火了 ——————— 知道什么是碰撞测试吗?
S
Sunset_beach
20 楼
是压铸成型,压铸又大又复杂的零件的挑战是铝合金液体要迅速填满磨具空腔然后冷却成没有气泡的固态。很多玩具汽车确实也是压铸的。如果批量足够大,车身主体改进成只有几个压铸件很难但是有可能的。 多年前丰田的CEO也想要把汽车的零件数降低到800个,可惜日本人不够激进,说说就忘了。 世界需要Musk这样的工程师。
人不在001
21 楼
懒得再和你们多说一个字。。。。SB
S
Sam大树
22 楼
小编去看看飞机装配线,肯定被其气势吓尿。
室女座
23 楼
什么‘特斯拉的技术别人学不来’,瞎扯。上世纪50年代的工艺了,估计现在我们中国的乡镇企业都是这么造车身的
超流隧道
24 楼
1)“特斯拉的技术别人学不来,传统车企都是按照冲压...的步骤制造汽车。”小编的这句话是三岁骗五岁啦。加拿大的麦格纳是全球最大的铝合金压铸法汽车零部件代工商。特斯拉问世前十几年,麦格纳就已经把瑞士和日本产的压铸机机器人的使用技巧玩得滴溜转了,谁学谁还不知道呢。 2)“马斯克挖来苹果合金专家查尔斯.柯伊曼研发铝合金配方”,这一招只能解决压铸件的气孔缺陷问题。其实如何提高磨具的合模开模循环寿命才是整体压铸制造工艺的难题,因为整体制造所集成的部件越多,模具损坏的概率就越大。在服役期内如果压铸件的产量没有达到百万计那就会因为模具的高昂成本而亏损得没有利润。超大型的而且结构复杂的压铸件需要巨大的压铸机的合模压力,而巨大的压应力会使得金属材料具有沾粘性(比如极压摩擦副的冷焊合),从而加剧粘模粘铝的发生概率。猜想特斯拉工程师可能是采用了干式阳极钝化技术的诀窍以降低模粘铝概率的。由于铸件表面粗糙度的质控要求,模具循环使用了2000-3000后就要用100目的氧化铝进行表面喷砂清洁处理以除去模具面渣。猜想特斯拉工程师可能是采用CVD镀膜技术在模具表面镀以碳化硅薄膜以提高其硬度而提高抵抗喷砂磨损的性能的。 3)至于压铸件的缩孔缺陷控制,则与合金液流温度和模具温度的温度场空间分布有关,只要会用微分方程建模,写出资源开销合理的控制软件的算法并不难。这里没有诀窍,只需结硬寨打呆战。
c
csru
25 楼
特斯拉就是多绑一堆电池,用加速度来吸引一些喜欢刺激、命不值钱的人(可叹当今世上这类人还不少)其他都是弱项,没办法,不会造车,马斯克又自以为是,比如坚决不用Lidar,黑心的用三四流的自驾技术冒充什么Autopilot,FSD Full Self Drive. 这阵子大概是为了维持股票的大泡沫,天天蹭热点,网上水军/马吹好像很多! 不过泡沫终归是要爆的。
卖麻翁
26 楼
白车身?什么翻译水平?
青衣侠
27 楼
是啊,未来连制造业,也不能创造多少劳动就业。如果连快递小哥,都要用自动送货车来代替,那就业难就更无法解决了。索性颁布一周工作4天,每天工作6小时算了,有活儿大家一起分摊着干,别弄得苦乐不均嘛。美国先带个头,中国随后跟上,世界人民一起享受劳动生产力大发展带来的成果。这还正好可以解决中国人口逐步老龄化,劳动力人口大量减少,世界工厂难以为继的问题。好啊,谢谢马斯克同志,中国人民不会忘记你的。