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常見(jiàn)問(wèn)題

汽車(chē)制造的世界盡頭,就是一體壓鑄了?那新材料還有什么用

時(shí)間:2022-06-15瀏覽次數(shù):1725
   導(dǎo)語(yǔ):只有像特斯拉那樣在開(kāi)發(fā)時(shí)就有足夠信心能迅速獲得規(guī)?;N(xiāo)量的車(chē)型(俗稱爆款),才可能無(wú)視風(fēng)險(xiǎn)地引入大型一體壓鑄部件。

特斯拉(TSLA.US)引領(lǐng)的大型一體鑄鋁車(chē)身,漸漸有了“人傳人”的趨勢(shì)。

今年年初,奔馳(DMLRY.US)發(fā)布了概念車(chē)EQXX,后車(chē)身采用了名為“BIONEQXX”的仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),其本質(zhì)正是大型一體化壓鑄鋁合金部件。

沃爾沃宣布將在接下來(lái)幾年,投入約合人民幣70億元建造一座新的電動(dòng)車(chē)工廠,重點(diǎn)便是生產(chǎn)大型壓鑄件的8000噸級(jí)壓鑄機(jī)。大眾計(jì)劃在2026年的Trinity項(xiàng)目中引入一體式壓鑄車(chē)身。

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沃爾沃宣傳片中出現(xiàn)的一體壓鑄后車(chē)身

國(guó)內(nèi)車(chē)企行動(dòng)得更快,蔚來(lái)(NIO.US)今年即將交付的新車(chē)ET5,后下車(chē)身地板附近就采用了大尺寸的鑄鋁部件。

高合、小鵬(XPEV.US)已經(jīng)公開(kāi)或半公開(kāi)透露,正在研發(fā)引入類(lèi)似特斯拉的大型一體壓鑄技術(shù)。由于李想本人不久前剛剛公開(kāi)討論并稱贊過(guò),理想(LI.US)大概也對(duì)一體壓鑄有些想法。連八字尚沒(méi)一撇的小米汽車(chē),最近也傳出了大型壓鑄項(xiàng)目招標(biāo)的消息。

鑄鋁本身是汽車(chē)行業(yè)使用已久的成型工藝之一,鑄造鋁合金本身并沒(méi)有什么稀奇;特斯拉在Model Y上的做法,重點(diǎn)在于用大尺寸的一體成型鑄鋁件,整體取代若干個(gè)連接部件。

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與行業(yè)一片方興未艾的積極向上形成對(duì)比,消費(fèi)市場(chǎng)開(kāi)始出現(xiàn)一些不一樣的看法,或者說(shuō)擔(dān)憂。

今年2月,一則“28萬(wàn)特斯拉撞一下維修要花20萬(wàn)”的消息,一度登上了各大科技汽車(chē)媒體頭條。一輛“蘇B”牌照的Model Y在倒車(chē)時(shí),不慎右后側(cè)懟上了凸出的房屋墻壁。

由于撞擊位置太靠外、重疊面太小,剛好避開(kāi)了后防撞縱梁,并且撞上的是墻壁這樣的不可潰縮障礙物,Model Y的損傷幾乎是“直達(dá)”右后輪拱——而這里正是一體式壓鑄后車(chē)身的一部分。

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天價(jià)維修費(fèi)的原因也就很好理解了:由于后車(chē)身(底板)是單個(gè)一體式部件,雖然僅傷及右后側(cè),但橫貫左右的大尺寸壓鑄部件只能整體更換。無(wú)論是從物料成本還是工時(shí)成本考量,這筆維修費(fèi)用怎么都不會(huì)低。

巨額維修費(fèi)用讓消費(fèi)者瞬間感受到了風(fēng)險(xiǎn),20萬(wàn)元的維修價(jià)目單擺在那里,是任汽車(chē)博主們?cè)僭趺礌?zhēng)辯“鑄鋁其實(shí)更經(jīng)濟(jì)”也無(wú)濟(jì)于事的。

隨之而來(lái)的是對(duì)保險(xiǎn)費(fèi)用的擔(dān)憂,盡管目前還沒(méi)有哪家保險(xiǎn)公司對(duì)使用了一體壓鑄車(chē)身的車(chē)型保費(fèi)做區(qū)別對(duì)待。

暫且拋開(kāi)售后維保方面的爭(zhēng)議不談,汽車(chē)行業(yè)對(duì)于一體式壓鑄技術(shù)的認(rèn)同,也并非是鐵板一塊。

寶馬CEO齊普策去年就曾表示,不會(huì)追隨特斯拉的所謂“Gigacasting”大型一體鑄鋁部件,因?yàn)樗麄冋J(rèn)為這么做并不會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益上的好處。

德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)成型技術(shù)與鑄造工程系主任Wolfram Volk,今年初也提出了一些對(duì)于一體壓鑄的審慎看法。

總的來(lái)講,他認(rèn)同大型化的一體式壓鑄部件是新穎、勇敢、富有創(chuàng)造性和吸引力的方案;但同時(shí),也并沒(méi)有如車(chē)企宣傳中的,在成本效率方面有那么的神奇。

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無(wú)論是對(duì)維修成本的擔(dān)憂,還是對(duì)優(yōu)點(diǎn)效益的吹捧,都有些過(guò)了。

消費(fèi)者對(duì)于天價(jià)維修單的驚恐是正常的,擔(dān)心車(chē)輛保費(fèi)提高也不無(wú)道理,畢竟“一次性更換小半個(gè)車(chē)身結(jié)構(gòu)”是確實(shí)可能的——而常規(guī)車(chē)身通常不存在這種可能性。

但正如很多人解釋過(guò)的,一體式鑄鋁部件的覆蓋范圍,通常在常規(guī)車(chē)身上也屬于主體承力結(jié)構(gòu)。

換言之,如果常規(guī)車(chē)身發(fā)生事故到了同樣的程度,即便不至于立刻報(bào)廢,也大概率會(huì)嚴(yán)重影響車(chē)輛殘值,俗稱大事故車(chē)。

大家只看到了“28萬(wàn)特斯拉修車(chē)花20萬(wàn)”,然而常規(guī)車(chē)身倘若受到如此損傷,扣除自費(fèi)4S店維修費(fèi)用再計(jì)入車(chē)輛貶值,又能比“28萬(wàn)-20萬(wàn)”多到哪里去呢?

那么問(wèn)題就變成了,你是更愿意支付更高維修費(fèi),或者承受更高保費(fèi),但車(chē)輛維修后能更接近事故之前,還是更愿意付出常規(guī)的維修費(fèi)用,但接受車(chē)輛就此大幅度貶值呢?

不必急著回答,因?yàn)檫@本就不是一個(gè)有現(xiàn)成答案的問(wèn)題。也許你自己已經(jīng)有了偏向的選擇,但你很難否認(rèn)對(duì)于整個(gè)社會(huì)而言,這兩個(gè)選擇差異有別,卻算不上有明顯的優(yōu)劣之分——至少現(xiàn)在還談不上明朗。

與之類(lèi)似的,對(duì)于一體壓鑄神奇效果的推崇,也開(kāi)始有過(guò)譽(yù)之嫌。最廣為流傳的說(shuō)法是,一體壓鑄通過(guò)減少連接工序,可以節(jié)省兩三成的成本。

但包括齊普策和Wolfram Volk的說(shuō)法都對(duì)這一點(diǎn)表示了謹(jǐn)慎懷疑,李想也表示“(特斯拉)不是為了降低成本,而是為了提高效率”。

所謂動(dòng)輒節(jié)省成本“20%-30%”,很可能沒(méi)有將壓鑄工藝中的模具壽命、壓鑄機(jī)折舊攤銷(xiāo)、廢品原料損耗和能量損耗等復(fù)雜因素一并計(jì)算。

一體壓鑄當(dāng)然完全有可能給車(chē)企提供一個(gè)降低成本的新“工具”,但首先這一效果不大可能是質(zhì)的變化(比如憑空降低20%-30%);其次真正能夠降低成本需要車(chē)企的合理規(guī)劃和利用,或者說(shuō)低成本優(yōu)勢(shì)并不是“隨取隨用的”。

哪怕取李想的結(jié)論,在效率方面,大尺寸的一體壓鑄也并非永遠(yuǎn)高效。像特斯拉Model Y那樣大規(guī)模的單個(gè)壓鑄部件,顯然失去了部件應(yīng)用的靈活性,即不同車(chē)型幾乎必定需要不同的模具。

Model Y的后車(chē)身不可能用于Model X,甚至尺寸相仿的Model 3也難以直接適配。

顯而易見(jiàn),這帶來(lái)了模具的沉沒(méi)成本問(wèn)題,只有像特斯拉那樣在開(kāi)發(fā)時(shí)就有足夠信心能迅速獲得規(guī)模化銷(xiāo)量的車(chē)型(俗稱爆款),才可能無(wú)視風(fēng)險(xiǎn)地引入大型一體壓鑄部件。

這也解釋了李想的理解,理想的目標(biāo)就是“每10萬(wàn)打造一個(gè)爆款”。

但并不是所有廠商都有如此能力,如果無(wú)法預(yù)期大規(guī)模銷(xiāo)量,則使用一體式壓鑄就難免要讓單車(chē)分?jǐn)偢嘣O(shè)備投入:要么抬高最終售價(jià),要么擠壓利潤(rùn)空間。

甚至不止是能力問(wèn)題,汽車(chē)是一個(gè)(相對(duì)而言)整體集中度很低、選擇自由度很高的市場(chǎng)。

絕大部分大型車(chē)企,都同時(shí)提供動(dòng)輒上十款車(chē)型,這會(huì)大大降低車(chē)企為每款車(chē)型“定制”大型壓鑄件的動(dòng)機(jī)。特斯拉那樣僅兩款主銷(xiāo)車(chē)型打天下的,反而才是特例。

據(jù)《汽車(chē)商業(yè)評(píng)論》援引某車(chē)企相關(guān)人士的觀點(diǎn),“一年賣(mài)不了5萬(wàn)臺(tái)的車(chē)型這個(gè)分?jǐn)偸呛艽蟮摹薄?

這個(gè)數(shù)字未必準(zhǔn)確,但已經(jīng)能說(shuō)明問(wèn)題:哪怕大型車(chē)企也不是每款車(chē)型都能做到年銷(xiāo)5萬(wàn),更不要說(shuō)一些規(guī)模稍小的車(chē)企和新興車(chē)企。

除了折舊攤銷(xiāo),即便生產(chǎn)多種車(chē)型的車(chē)企硬著頭皮,專門(mén)為每款車(chē)型制造一體壓鑄部件的大型模具,更換模具以切換生產(chǎn)車(chē)型也會(huì)損失效率。

Wolfram Volk就指出,由于壓鑄機(jī)模具必須在起重機(jī)輔助下垂直更換,100噸模具更換時(shí)間達(dá)10-12小時(shí),而常規(guī)沖壓工藝更換模具僅3分鐘。

小部件組合必然更自由,大尺寸一體必定更受限。當(dāng)大型一體化壓鑄部件取代眾多零部件組合時(shí),“不自由”就是難以避免的副產(chǎn)品。

這并不一定是壞事,但確實(shí)制約了一體壓鑄工藝的大規(guī)模應(yīng)用。特斯拉率先應(yīng)用一體壓鑄技術(shù),存在一定的偶然性和特例性。

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技術(shù)的發(fā)展演進(jìn)是動(dòng)態(tài)變化的,并不存在一旦形成便塵埃落定、絕對(duì)不可突破的壁壘。絕不是說(shuō)當(dāng)一體壓鑄技術(shù)到來(lái),一切常規(guī)工藝車(chē)身就都落伍了,未使用一體壓鑄的車(chē)型性能就必然落后。

人們往往只把目光集中在最淺顯易懂的一個(gè)點(diǎn),而忽略了這個(gè)點(diǎn)之前之后的形勢(shì)脈絡(luò),于是就將原因全部歸結(jié)于那個(gè)點(diǎn)本身。

那些膾炙人口的故事無(wú)不如此:“諾基亞倒下”如此,“iPhone崛起”如此,“一體壓鑄”如果最終成為未來(lái),怕是也會(huì)如此。

但結(jié)果吻合不一定導(dǎo)向100%的因果相關(guān)。

寶馬CEO齊普策對(duì)于特斯拉的大型一體壓鑄做法表示不信任,但實(shí)際上,寶馬(BMWYY.US)對(duì)于鑄鋁部件大型化同樣很上心,只是做法不及Model Y那般極端。iX的前后車(chē)身都使用了鑄鋁部件,但沒(méi)有到橫跨左右車(chē)身的程度。

鑄鋁部件的大型化,需要免熱處理鋁合金材料為依托,以繞過(guò)大尺寸鑄鋁件熱處理形變的難題。

但即便特斯拉聲稱免熱處理材料可以達(dá)到所需的性能,自然硬化鋁合金相比于常規(guī)鋁材或鋼材,強(qiáng)度依然要明顯更低。

這意味著要達(dá)到同等性能,大型鑄鋁部件可能需要增加厚度和重量,這會(huì)一定程度上抵消鑄鋁工藝帶來(lái)的輕量化機(jī)會(huì),重量?jī)?yōu)勢(shì)被削減還伴隨著原材料成本難因鑄造工藝而受益(無(wú)法用更少鋁材達(dá)成目標(biāo))。

特斯拉之所以先引入鑄鋁后車(chē)身,最近才開(kāi)始在德州工廠生產(chǎn)Model Y的鑄鋁前車(chē)身,一個(gè)重要原因是前車(chē)身重量明顯更大,需要性能更高一個(gè)級(jí)別的壓鑄機(jī)。

再考慮到大型鑄鋁件需要免熱處理材料,而免熱處理會(huì)在強(qiáng)度上存在劣勢(shì),強(qiáng)度劣勢(shì)又需要增加重量補(bǔ)強(qiáng),而車(chē)頭比車(chē)尾更加需要高強(qiáng)度……也就不難理解,為何車(chē)企們的“一體壓鑄夢(mèng)”一上來(lái)都是從后車(chē)身起步。

前后車(chē)身用上壓鑄的先后順序并不是重點(diǎn),重點(diǎn)是因?yàn)檫@樣一串原因,一體鑄鋁部件替換常規(guī)車(chē)身部件的應(yīng)用范圍是受限的,并不會(huì)“想換哪里換哪里”,更不必指望短時(shí)間內(nèi)“全車(chē)整體壓鑄成型”。

如果再把以上全文匯總起來(lái),對(duì)于整個(gè)汽車(chē)市場(chǎng),一體壓鑄的應(yīng)用范圍也顯然是受限的——要知道今天絕大部分汽車(chē)的車(chē)身材質(zhì),還是以鋼為主甚至全鋼。

鋁材對(duì)于經(jīng)濟(jì)型車(chē)都是稀罕物,更不要說(shuō)鑄鋁,更加不要說(shuō)大型的一體壓鑄部件。

在上世紀(jì)末本世紀(jì)初,全鋁車(chē)身同樣風(fēng)靡一時(shí),無(wú)論從當(dāng)時(shí)的任何一個(gè)角度看,全鋁車(chē)身都是必然的未來(lái)、都是“大勢(shì)所趨”——一個(gè)今天聽(tīng)來(lái)無(wú)比耳熟的名詞。

然而今天的結(jié)果已經(jīng)明了,以鋁為主的混合材料車(chē)身才是答案,全鋁只剩下極少數(shù)還在堅(jiān)持。

但反過(guò)來(lái)講,當(dāng)初的判斷也并沒(méi)有錯(cuò),人們看到了鋁材的潛力,只是有人誤以為它將會(huì)打滿全場(chǎng)。

今天的一體壓鑄也是如此,它是一個(gè)全新的事物,給了汽車(chē)生產(chǎn)以新的機(jī)會(huì)、新的方法、新的思考、新的自由;但視其為無(wú)短板無(wú)局限的六邊形戰(zhàn)士,仿若汽車(chē)生產(chǎn)工業(yè)的終極答案,也未免有些天真爛漫。

我們這一代人是被“過(guò)度簡(jiǎn)化敘事”洗腦的一代,我們聽(tīng)著“奧卡姆剃刀”長(zhǎng)大,看著“第一性原則”崛起。

仿佛這個(gè)世界上盡是單方向的不變真理,一旦悟出,大道至簡(jiǎn),只需要悶頭對(duì)準(zhǔn)那個(gè)方向沖沖沖,就夠了。

這簡(jiǎn)直是21世紀(jì)的賽博格物。

曾經(jīng)我們認(rèn)為互聯(lián)網(wǎng)改變世界,今天我們發(fā)現(xiàn)是世界改變互聯(lián)網(wǎng);

曾經(jīng)我們以為網(wǎng)線會(huì)消滅線下,今天我們發(fā)現(xiàn)肉身宅家是不可能;

曾經(jīng)我們以為全球化不可逆轉(zhuǎn),今天……

無(wú)腦都能理解的單向化,從來(lái)不是世界的真實(shí)走向。如果輕易就有一個(gè)箭頭般的單向指引,照著它走準(zhǔn)不會(huì)錯(cuò),只需努力無(wú)需思考,一路向北不必權(quán)衡,這個(gè)世界也未免太過(guò)輕松了,不是嗎?

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