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汽车铸件一体化,下游集成商将会受何冲击?
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最近,马斯克宣布将在生产Model Y车型上启用全球最大的一体式压铸机,能够将Model Y后车板的零件从70个变成4个,最后是1个。 将焊接件改为一体成型的铸造件,这个思路很多年前就有人提出来,通用更是早已在其下车身底盘上有了实践,那为什么特斯拉此次的后车板一体化铸件会引发汽车圈较大的震动呢? 甚至可以大胆想象一下,未来会不会出现一体成型的整车呢?
车身轻量化成行业必然方向
提起一体化铸造件就必须先从汽车轻量化,也就是铝车身的发展讲起。 钢的密度是7.8,而铝的密度是2.7,传统汽车中车身约占整车重量的30-40%,用高强度钢替代普通钢材能减重约11%,而如果采用铝合金能减重约40%。 铝合金在一辆整车中能够使用超过500kg,带来的效果是整车重量能降低40%左右。比如2012年发布的第四代路虎揽胜是揽胜系列车型首次引入全铝车身概念,这一代揽胜比第三代车型轻了39%,成功减重350kg。
车上一下减掉了五个成年男性的重量,全铝车身轻量化好处是不言而喻的,从动力表现、燃油经济性到操控性能都会有很大提升。 对于特斯拉来讲,减负更是必然。 在电动车上使用全铝车身,车重降低10%,电耗可以降低5.5%,从而续航里程增加5.5%。而实现相同里程增量需要增加的电池成本远高于此。因而相比燃油车轻量化并不可观的节油效果,轻量化让电动车增加的续航里程有意义的多。
同时,铸造件脆、成本低,但存在风险,而电动车因为地板要保护电池,周边必须要有非常可靠的保护,这也是特斯拉后车板采用一体化铸造件的重点考量。
省油、省电,但是贵
虽然轻量化是行业发展趋势,但是一方面,铝合金的自身成本就远高于传统的钢铁合金;另一方面铝的加工工艺相当复杂,此次特斯拉投资设备也很多,包括铸造机器、加工机床、激光切割等。同时,铝合金在融化焊接过程中氧化铝不溶阻碍填充金属润湿,会形成裂缝,需要通过搅拌摩擦焊接及激光熔纤焊等技术实现。例如包括特斯拉和国内的瑞松科技等都在搅拌摩擦焊上倾注了大量心血。
而在不适合焊接的地方需要用到铆接和粘合剂连接。 所以虽然特斯拉的多向单体铸造机结束了折叠和粘合的大部分工作,但这也只是在后车板这个单个大部件上,如果要其他部件上继续上一体式铸造,那所面临的就不单单是加工成本,更是维修成本。 从客户角度出发,在车辆售后维修替换性方面,如果一台通过一体铸造的车辆需要维修,就需要进行整体更换,对消费者来说后期维修成本是比较大的,对比传统拼装只需要更换相应的零部件,客户的维修成本只可能会直线上升。 这样的产品,客户会买单吗?难。
下游集成商何去何从?
众所周知,焊接、冲压、喷涂、总装组成了汽车的四大工艺,而当一体化铸造件开始一步步的取代传统的焊接件时,又会对下游的汽车集成商产生什么样的冲击呢? 有业内人士透露,这对焊接集成商的冲击最大,其次是冲压。首先要面临的焊接工序的减少,其次是要针对铝合金的焊接工艺进行深耕,毕竟铝焊接和钢焊接是完全不同的技术难度。冲压工序的难点在于对新的模具的要求,如果采用一体式铸造,那么模具的成本将会大大增加。 但更多的集成商认为,冲击不大,或者说不会很快显露出来,集成商有充足的时间去准备接下来的产业升级。 广州某汽车集成企业高管表示,从技术发展和产业升级的角度来看,将零件整体冲压,将会是未来的整体方向,但是这个过程对技术水平的依赖非常高,不会是一蹴而就的。 这是因为目前能应用一体铸造工艺的还是有很大局限,关键零件使用传统的制造工艺还是无法替代。这将会是缓慢递进的过程,在这个过程中,传统的冲压、焊接厂商不会马上感受到压力。 未来,即使制造材料及技术有颠覆性的突破,这种影响也可能是积极的,或会进一步促使下游汽车集成升级转型。随着整个汽车产业、技术的发展,未来的发展趋势一是向智能化、精细化集成,二是深耕汽车行业更多新型应用集成。 比如随着5G技术和人工智能的普及,车联网产业的发展,下游汽车集成将通过车载端等新的方式获得收益。 综上所述,一体化铸造的思路是很美好的,但根据当前汽车零部件材料及制造技术等因素,应用效果或不及预期。对比传统汽车工艺,一体式铸造的最大优势在于:通过零部件的集成化设计和制造,可以节省汽车厂商的运营成本、制造成本,大幅简化供应链配套、降低出货时间、提高生产效率。 但劣势也同样存在,那就是车身不同的部分,安全性、机械性、工艺要求不同,如果简单的通过铝铸件一体铸造,势必不能满足不同车身部件性能要求,这对材料和技术是很大的挑战。因此目前来说,局部采用一体铸造集成的做法是可行的,但对车辆安全性起关键作用的部件乃至全车身还是没法采用。
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