浅析特斯拉ModelY⼀体车⾝⼯艺
特斯拉对新技术的渴望和投⼊是疯狂的,并且对这种新型的铸造机器给予了厚望。根据特斯拉专利资料,我们看到了如下图所⽰的车架多向铸造机⽰意图。它的左右是对称的,也就是完成左右侧围的铸造;前后铸造机则是负责前、后围车架的铸造;其中还包括⼀个具有车⾝覆盖件模具,这些凸压模具会在分别移动到铸造机中央的铸造区,负责不同的部件的铸造,实现在⼀台机器上完成绝⼤部分的车⾝铸造⼯作。
铸造机中⼼区的不同⾓度的特写视图。
当有了⼤型铸造机时,车⾝零部件将更为减少。车⾝框架如果采⽤传统的冲压零件再拼焊成型的⽅法,如果需要70个零部件,并且需要各种机器⼈来进⾏焊接⼯作。⽽通过这台巨⼤的铸造机可以直接整体成型,达到“70合1”的效果(特斯拉技术宣传)。车⾝制造⼯艺转为铸件设计后,将⼤幅缩减组装机器⼈的设计和⽀出,这样⼀来,就可以更快地进⾏批量的⾃动化⽣产。
Model Y车⾝⼀体铸造⼯艺应⽤
从⽼爷⼦发的视频以及⼯⼚的⽣产图看,Model Y并没有采⽤专利中所述的⼀体成型铸造⼯艺。
⽐如车⾝外侧围这部分,下图明显是传统的侧围外板,并不是多层钣⾦⼀次成型。
从⼯⼚⽣产线上的图⽚中同样也可看出来。
⼤家可以看看Model 3的侧围拆解图,蓝⾊的部分就属于侧围外板,Model Y应该和它类似。
但是,Model Y车⾝的轮拱内侧以及车⾝横梁的蜂窝状结构与凯迪拉克的CT6车⾝上蜂窝结构很相似,应该为铸造⼯艺。
凯迪拉克CT6车⾝上蜂窝结构的铸铝件
由此能看到,说Model Y现在使⽤的是⼀体成型车架更准确。它确实能⼀定程度降低地板部分的零件数量,⼜由于不是外覆盖件,并不会明显提⾼维修成本。当然我们不能说这是在偷换概念,如上⽂所提到的,这确实是⼀项不错的技术,只不过没专利所展现的那么⽜X。
展望⼀下,车⾝⼀体铸造技术靠不靠谱
车⾝⼀体铸造技术有很多优点,但是,为什么之前没有⼀家主机⼚采⽤呢?
(1)从⽣产制造⾓度来看。车⾝不同部位的强度和材料要求不尽相同。有的地⽅采⽤⾼强度钢,有的地⽅需要能够形变的强度较低的材料,有的地⽅需要中空结构。
特斯拉召回modely铸造如果采⽤全钢材料,很可能⽆法满⾜车辆的轻量化要求,采⽤全铝材⼜有可能满⾜不了车辆的强度要求。整体铸造很难兼顾这种差异化要求,⽽如果采⽤冲压+焊接的⽅式就可以按需组合。
2)整体压铸需要⼀个⾮常⼤的模具和合模装备,铸造完成之后脱模难度也⼤。如果你去汽车制造⼚的冲压车间参观过就知道冲压机的⼤⼩和吨位,仅仅是局部的结构就需要那么⼤的设备,可以想象如果车⾝整体压铸,模具得开多⼤,这个成本⼜是多少?有业内⼈⼠⼈说可能得造船那种级别的设备才⾏。
(3)铸造的精度相对较差表⾯平整度、光洁度等都要差⼀些。也就是说铸造出来的只是⼀个“⽑坯”,部分位置还是要进⾏再加⼯和处理,但是整体车⾝由于结构复杂,再加⼯处理难度肯定也会增⼤。
(4)虽然特斯拉专利采⽤的铝合⾦铸造⼯艺确实能降低零部件的拼装⼯艺难度,同时缩短制造线,缓解特斯拉⼀直以来的产能爬坡困扰,但会使可维修性难度⼤幅上升。发⽣波及车⾝框架的碰撞事故怎么修?整体更换?那就相当于换车了;局部切割焊接?必然会影响整车的⼒学性能,关乎使⽤安全性。⽽且对于车辆的残值率也会有⼤幅影响。
(5)未来很长⼀段时间,铝合⾦⼀体成型车⾝⼯艺的实现难度还⾮常⼤,有很多亟待解决的问题。距离理想中的⼀体成型车⾝,确实还有很长⼀段路要⾛。不过也不是说⼀体成型⼯艺就不存在了,⽐如观致Model K-EV概念车(很⼤可能是概念)推出的碳纤维⼀体式车⾝。
5、总结
我们越来越感受到冗长的⽣产⼯艺链会影响⾃动化率提升。我们总在说零件的集成化,但⽩车⾝⼯艺近些年其实没有很⼤变化。像特斯拉、凯迪拉克等企业给我们提供很好的技术突破⼝,做了⼀个很好地⽰范,如何通过车⾝铸造⼯艺缩短⽣产⼯艺链,提⾼⽣产效率,也将是车⾝⽣产⼯艺⾯临的⼀个课题。
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