衝產量?不!「鑄」產量才性感!

衝產量?不!「鑄」產量才性感!

被馬斯克帶火的「第一性原理」,我理解的大致意思就是從需求出發,解決本質需求。對!我沒有寫錯,就是從需求出發,再解決本質的需求。

比如特斯拉的使命是「加速世界向可持續能源的轉變」。那麼特斯拉理所當然就要在汽車這個世界最大的消費市場產生影響力。而它的本質需求就是要瘋狂地靠普及電動車賺錢。

繼續推理下去,那特斯拉就要在相對較低的價位實現超高的價效比的同時,還要儘可能地降低成本並且提高產量,這樣才是最 「S3XY」 的。

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相比 Model S 略顯過剩的用料,Model 3 的各種降本騷操作都讓我們大吃一驚,而馬斯克也曾經承認 Model X 的硬體過於複雜,尤其是後門。相比之下,Model Y 就很常規,除了一個地方。

雖然在品控上還是繼承了特斯拉一貫的「全民公測」作風,但是姊妹車型 3 和 Y 在車身和懸掛材料上的鋁換鋼甚至是換塑膠等行為,讓我不得不再次讚歎特斯拉的勇氣,也給了它降本狂魔的稱號。

但是這些也都不算什麼,畢竟也都是很多車企的常規操作。而且在車上看不見的地方,才是最有意思的。今天我就要講一講降本狂魔特斯拉獨家省錢秘籍「Giga Press」。

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玩具車可以,為什麼汽車不行?

它的靈感,來源於馬斯克桌子上的玩具車。

當我在看桌子上那些玩具車的時候,我在想:我靠,鑄件的極限在哪裡?物理上的極限在哪裡?我們到了這個極限了嗎?然後我發現,喔唷,好像並沒有。嗯,很好。整個車鑄造出來會怎麼樣?他們表情都變了!「整臺車?這樣的話需要一個 150,000 噸的壓鑄機,這太恐怖了!」那我們就搞 1/3 呢?嗯,這貌似沒那麼瘋狂。

人家怎麼造車,和我有毛線關係?

還真有。

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Model 3 白車身

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Model Y 白車身

上面的變成下面這個,你能發現什麼區別?顯然是顏色變少了。而一個顏色就代表一個獨立的零件。

相比同平臺的 Model 3,Model Y 在相同部位的零件數從 70 減少到了 2,而最終將變成 1 個。

減少零件數有什麼好處呢?就是減少一切!

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車身方面,由於零件數的減少和設計變化帶來的

效能優勢是巨大的

。70 個衝壓件、擠壓件和鑄造件被單個巨大的整塊鋁合金鑄件替代,化零為整帶來的效果不容小覷。

據特斯拉中國官方介紹,該零件相比以往工藝減少了 30% 的重量。減重對於電動車的重要性,不亞於其對效能車的重要性。因為輕量化就意味著各方面效能的提升:

更長的續航

更快的加速

更好的操控

當然,還有更短的剎車距離

而且,這坨鋁合金它不僅很輕,還很剛。

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Model 3 下車身後半部分

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Model Y 下車身後半部分

上圖中的部件變成下圖裡一體壓鑄以後,你能發現什麼區別?是的,地上亂丟的安全帽有人撿起來了。除此之外,最明顯的就是多出了輪拱下方的立體加強筋結構,可以使車身的抗扭轉剛度提升,對乘坐質感和駕駛感受都有正面的幫助。

一體成型還有一個美麗的副作用。高度整合模組化設計也讓防撞梁的受力面積和傳遞途徑得到最佳化,讓碰撞安全效能提高了約 20%。

但是說到這裡,肯定有人是要噴的。這麼大的一體結構,還是鋁合金的,如果撞到了不就沒法鈑金,直接廢了嗎?對於這種觀點,我是完全同意的,因為傳統燃油車的油箱部位在你撞車的時候被影響到的話,也一樣可以報廢了。

最後,由於一體式結構中沒有焊點、螺栓或鉚接等連結方式,也不存在厚度較低的衝壓板材,所以異響也得到了很好的控制,恐怕這是特斯拉車主能夠真切體驗並且是喜聞樂見的改進。

壓鑄利好一切(破音)!

那麼特斯拉做一體式壓鑄是為了什麼呢?當然是為了

減少了成本

啊!畢竟,特斯拉是個商業機構,造車是要賺錢的。

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省多少就是賺多少!

時間成本

考慮,Giga Press 一次壓鑄加工的時間不足兩分鐘,80-90 秒即可完成,每小時能完成 40-45 個鑄件,一天能生產 1000 個鑄件,而且還不需要熱處理和表面處理,取出即成品!

如果你好奇傳統的衝壓加焊裝(大於 1000 次),需要花多少時間,那麼我可以告訴你,這 70 個零件組裝成一個部件,至少需要兩個小時,而且還要多線並進才能滿足生產節奏。

所以呢,

生產線成本

也是不能忽略的。傳統方式生產 70 個零部件,至少也是 70 套模具。除了裝置機器附件,還有機器臂、線纜、各種夾具和裝置附件,都需要投入成本。光說壓鑄機可以取代的機器臂,就有三百臺,大約價值在 5,000 萬元這個量級上。

不僅如此,一臺大型壓鑄機佔地面積僅 100 平方米。按照馬斯克的說法,採用這一棟小房子大小的大型壓鑄機後,工廠佔地面積減少了 30%。不僅意味著地租成本的降低。而產線的簡化顯然也大大降低了

人力成本

材料成本

上,壓鑄方式可以回收廢料,實現幾乎 100% 的原料利用率。更高效的生產流程,也意味著更少的碳足跡,減少

環境成本

最終,採用壓鑄技術後的 Model Y,

製造成本

降低了 20%。

咳咳,Giga Press 到底是什麼?

鑄造(Die Casting),就是把熔融的原材料倒入模具中再進行冷卻,得到想要的形狀。生活中最常見的類比就是冰塊,水就是原材料;做冰塊的格子,就是模具。你要什麼形狀,你就做和它相反的形狀的模具。

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達斯維達冰塊模具

而在汽車工業中,生產輕合金鑄件的三種最常見的技術有:

重力澆鑄

(GDC)

低壓鑄造

(LPDC)

高壓壓鑄

(HPDC)

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重力澆鑄

其中,重力澆鑄是最早被髮明的鑄造方式之一,依靠材質本身受到的重力流入模具內部。我們的冰塊就是最基礎的重力澆鑄。

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低壓鑄造

低壓鑄造則透過壓力(通常為 0。7 Bar),使熔融的金屬填充模具成型。具有更可控的填充速度,大部分鋁合金輪轂都採用這種

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高壓壓鑄

我們今天的主角就是高壓壓鑄。把熔化的金屬倒入壓射套筒中,隨後推動活塞,使金屬注射進模具中。高壓壓鑄的優勢就是可以生產非常大的零件,而且是大批次,快節奏。

成品在表面光潔度、均勻性和機械效能上是也是幾個工藝中最好的。特斯拉甚至宣稱自己生產的壓鑄件,不需要機加工即可確保安裝點的定位精度。

而特斯拉採購的 6,000 噸的高壓壓鑄機,是行業裡第一個達到這麼高的技術指標的壓鑄機,其實這臺壓鑄機的重量也就 400 多噸。這個數字不是指代裝置重量,而是指合模力——透過液壓機構給模具施加的鎖緊力大小。

這個力將確保注入金屬時模具不會張開。而合模力越大,就意味著壓鑄機的注射壓力可以更大,而壓力大就說明注射速度快,生產節拍快。

吃螃蟹,還是獨食?

當然,沒有任何一個工藝是十全十美的,壓鑄也不是例外。而且它的問題還不少。

首先,鋁鑄件質量的穩定性和一致性是遠不如鋼板衝壓件的,這是材料本身的特性和工藝決定的。鑄件在完成後還需要進行 X 光探傷來做質量檢驗,顯然又增加了一個麻煩。

其次,鋁鑄件需要熱處理來消除內部應力,並透過微觀結構改變來提升材料強度。但是這裡的問題一是應力釋放肯定伴隨材料形變。

好端端的一個車架,搞個熱處理後居然還歪了?這你受得了麼?怕是對新科技容忍度再高的特斯拉車主也受不了吧!

為了應對這些問題,特斯拉可以說是下足了血本。Giga Press 是特斯拉和國內鑄造巨頭——力勁科技旗下的義大利老牌大型壓鑄機廠商 IDRA 聯合研發的。初次嘗試就深度整合,這很特斯拉。

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特斯拉的團隊深度參與了設計、製造和引數設定,並有多項專利。比如注射溶溶鋁合金本身就是一項非常複雜的事情,需要考慮到各個部分的引數以確保不形成紊流。

不過,最關鍵的就是特斯拉用於一體式鑄造車身的鋁合金材料,也是獨家配方。早在 2016 年,一位享譽業界的合金專家被馬斯克從蘋果挖來,帶領橫跨 Space X 和特斯拉兩個公司的材料工程團隊。

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而這個大神就是鋁合金界的「王守義十三香」 Charles Kuehmann。他在蘋果的神來之筆,就是一體化鋁合金機身。這種鋁合金在同等密度下,材料強度比標準鋁合金高 60% ,而且還很美觀。這就是為什麼蘋果電腦的外殼手感總是比別家好的原因。

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如果沒有在他帶領研發成功的特斯拉專屬鋁合金材料,其他廠家買到 Giga Press 也是徒勞。也正是因為這種特殊的鋁合金,Model Y 上的那塊一體壓鑄件是不需要熱處理就能確保足夠強度的。

傳統企業是傻嗎?

首先需要宣告的是,傳統車企並不是不用壓鑄件,而是不用這麼大的壓鑄件而已。不是沒技術,也不是因為買不起,而是因為用不起,或者說是不合算。

所以,傳統企業就沒有那麼大的動力去重新整理產線了。如果不能透過大批次生產來做出規模效應,車企就沒辦法把壓鑄工藝的綜合成本降低,大家都是要賺錢的,吃力不討好的事情,幹嘛要做呢?

傳統車企旗下的車系眼花繚亂,動輒 10 幾臺。而採取全鋁車身或者鋼鋁混合車身的也只是它們的部分高階車型,產銷量有限。反觀特斯拉,幾乎就是唯一在全世界以幾十萬臺的數量級銷售鋼鋁混合車身的車企。

而且大家可以設想一下,Model S 出來已經 9 年了,今年的「換代」實際上也只是個大改款。可以想象其他車型的產品壽命也大機率都是 10 年+。

另外,對品控的要求和創業以來的累計事故數,都讓傳統車企更加趨於保守。長期以來形成的工會權利對裁員的抵抗力度也是傳統車企無法輕易嘗試這一項工藝的重要因素。

如果硬要說誰,我覺得最近和工會達成了「提前退休」協議的大眾,有可能在它的「Trinity(三位一體)」計劃中採用這樣的工藝。

力勁科技是何方神聖?

港股上市的力勁科技是目前特斯拉巨型壓鑄機的獨家供應商,以近半年股價翻十倍的戰績,甚至從資本得到了「特斯拉印表機」的暱稱。

力勁已經在向特斯拉供應多臺 6,000 噸級壓鑄機,IDRA 產的型號為 OL 6100 CS,而力勁版本叫做 DCC 6000。另有 8,000 噸(配套 Cybertruck)和 9,000 噸級的產品也在計劃中。

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壓鑄機訂單涉及中國上海、美國加州、得州和德國柏林、(目前合計約 15 臺)。其中,美國工廠由力勁集團旗下的子公司——義大利的 IDRA 供貨。

就在今年 2 月的交流會上,力勁高層透露明年也將加大產能持續供應特斯拉,並對整個行業需求前景看好。特斯拉的影響力和流量是公認的,力勁表示有部分 OEM 已經開始取得聯絡。

這裡可以簡單做一個計算。特斯拉的 2030 年產能目標是每年 2,000 萬臺。按照目前上海工廠中的 3 臺 Giga Press 壓鑄機能做到年產 20 萬臺的 Model Y 計算,2030 年的特斯拉需要 300 臺壓鑄機。

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而下車身的車頭部分已經被曝出了壓鑄的樣件,加上今後採用 CTC(Cell To Chassis) 封裝方式的電池包也意味著車身中間部分也極有可能採取這種生產方式,那麼先忽略壓鑄機產能,壓鑄機的數量在 2030 年翻一倍到 600 臺也是一個合理的需求估算。

6,000 噸級別的壓鑄機的價格據稱在 800 萬歐元的水平,那麼 300 臺就是 24 億歐元,600 臺就是 48 億歐元,這是一個約合人民幣 400 億元的市場 ,按照壓鑄機 15% 的淨利潤率,那就是 60 億元的淨利潤。

假設力勁科技的業務到時候是以壓鑄機為絕大多數(目前佔 65%),到 2030 年,就會獲得平均每年 6 億的利潤,把這個數字乘上裝置製造業平均 32 倍的 PE,得到的是約 180 億元的市值。而從最近的行情可以知道,目前它的市值在 140 億港元左右,是我們毛估估的 80% 不到一點。

所以說,你現在才考慮做力勁的股東的話,恐怕是反應太慢了,起飛機率不會那麼高。當然不排除這篇文章爆火,引起市場認知的變化,又帶動一把特斯拉壓鑄概念股。

一切為了自動駕駛?

文章在這裡已經結束了,但是我還是想感嘆一下特斯拉對自動駕駛有多重視。截至今日,特斯拉的自動駕駛負責人也到了第八任了,可以充分說明這個崗位競爭有多大、要求有多高、壓力有多大。

同時,我也發現了特斯拉獨有的極端的工程路線和產品策略,都可以理解是它圍繞著自動駕駛的場景在培養使用者習慣。

*以下內容純屬虛構,不要太當真。

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Model 3/Y 沒有儀表盤

馬斯克心聲:反正遲早自動駕駛,也不是不能開。

翻譯:自動駕駛了還需要看時速麼?

特斯拉的車操控太運動(方向盤重、太靈敏、路感過於清晰)

馬斯克心聲:反正遲早自動駕駛,也不是不能開。

翻譯:開得來的覺得很爽,開不來的會緊張,導致更依賴 AP。

整個車都快壓鑄一體成型了,這車一碰就報廢了吧?

馬斯克心聲:反正遲早自動駕駛,也不是不能開。

翻譯:理論上自動駕駛的事故率更低,不撞不就行了嗎?

所以一體壓鑄這種騷操作也是順勢而為。我也發現了特斯拉財富密碼的邏輯鏈路:

騷操作-傳統車企辣雞-SpaceX 太空探索浪漫加持-鋼鐵俠神格化—特斯拉品牌信仰-股價暴漲-使用者包容-繼續騷操作

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這麼一個商業閉環,完美啊。

撰文:42號電動效能控

編輯:萊因哈特煩惱

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