特斯拉的这个技术，直接把造车成本降低40%

撰文 | 梁峻玮

什么是一体化压铸

一体化压铸技术最早是在2019由特斯拉提出，并于2020年应用在Model Y的后底板生产上。很快，一体化压铸便被市场熟知，造新势力如蔚来、小鹏，传统车企如沃尔沃、大众、奥迪、奔驰等也开始布局车身及底板的一体化压铸工艺。

一体化压铸指的是车身件的一体化，即原本设计中多个单独、分散的小件经过重新设计高度集成后，再利用大型压铸机进行一次成型，省略焊接的过程，直接得到一个完整大零件，具有流程简便、生产效率高、轻量化程度高等优点，极大节省了造车成本。

一体化压铸是将原本需要多个零件多道工序才能完成的工作使用铸造技术从而一体成型，减少多个零件的组装成本。一体化压铸技术是汽车板件压铸的衍生应用，更多的是一种思维转换，而并非严格意义上的创新技术。这种技术是把传统的模具内芯进行反向设计，改为外芯（传统零件铸造是用磨具做成零件的外形，从而进行铸造浇铸，而压铸则是反其道而行，将我们的零件作为内芯，外部模具做成贴合我们零件外形的型腔），将常见的塑料模具注塑技术的介质塑料改成了金属材料。

现在汽车零件中都会使用压铸而成的零件，但是压铸和一体化压铸还是有本质区别的。

压铸是使用压铸机将加热到能够改变形状的金属材料压铸成型（例如跑车的铝合金轮毂）。铸造是根据现有的模具直接浇铸金属液体形成的零件外形（如发动机壳体、发动机活塞缸体、电机外壳等）。一体化压铸是使用金属液体注入模具内形成最终的零件。特斯拉使用的就是这个压铸技术（例如特斯拉的车身板件总成压铸）。

人们常规思维是，压铸用于较大零部件区域，而忽略了钣件区域。使用压铸技术的车企有很多，但敢于将压铸技术用于汽车白车身钣金压铸的，特斯拉是第一家。或者说，至少是第一家敢于大批量生产和使用的车企。

一体化压铸技术得力于马斯克的创造思维，但这并非马斯克的原创。笔者在2014年为大众汽车工厂做焊装产线项目时便听到过类似的概念。当时焊装夹具的负责人提到，现在是多板件经过好几个工位才能焊接成一个总成，如果能够像注塑模具一样设计好型腔，一次成型出来便会节省很多时间和成本。而且有类似想法的不止他一个人，只不过他们并不像马斯克那样，有能力将想法变成现实。

客观来说，一体化压铸技术用于汽车板件是马斯克提出的新概念，他的新颖点在于颠覆了传统思维，之前没有车企想过白车身如此薄的板材也能采用压铸的方式生产，但特斯拉这么做了，而且做成了。

一体化压铸如何降本

双碳背景下，轻量化是汽车行业发展的大趋势。一体化压铸有助于车身轻量化的实现。特斯拉Model Y后地板总成采用一体压铸后重量减轻了30%。与现有生产工艺相比，一体化压铸通过简化生产工序提升节拍，从而提高生产效率。最关键的是，一体化压铸技术的应用可以降低生产、土地、人工等成本，特斯拉Model Y制造成本相比之前下降了40%。

这是公开数据能够看到一体化压铸技术对整车成本的影响。但很多人并不清楚，具体在哪些方面降低了成本？

首先，一体化压铸将几十个零件集合在一起，节省了外协加工这些零件的费用。传统的是由几十家供应商生产不同的零件从而汇聚到整车厂，现在一体化压铸节省了这些环节，能够降低零件费用。

其次，一体化压铸减少了焊装生产线的投入费用。由于一体化压铸节省了焊装产线的建设费用和人员费用，并且由于节省了焊装产线，还能够减少占地面积。

最后，一体化压铸减少了车型研发和设计成本。一辆汽车需要各种分析，传统的由板件焊接而成的零件分析耗时长，并且设计时间也长。采用一体化压铸后再进行有限元分析，一个铸件整体的分析比几十个零件构成的零件分析要快很多，而且新车型开发时，一体化压铸的设计更加参数化，只需要变更几个关键尺寸就会设计出一个新的零件，从而节省大量开发成本。

这些费用的节省对汽车的整体成本产生重要的影响，从单纯的结果角度分析，对汽车的成本降低是必然的。

下一轮竞争的新方向

一体化压铸技术对新一轮汽车竞争的影响上主要有两个方向：一是交付速度和新车型开发周期的竞争；二是成本竞争。

在交付速度和新车型开发周期的竞争方面，一体化压铸技术主要改善的是开发周期成本，因为采用一体化铸造后，只要车企建立起一套自己的压铸产线，后期开发车型需要更换的只是模芯（就是不同车型铸件使用的模具），更换模芯便能够快速压铸新车型所需的零件。而模芯的制造周期短于钣金冲压焊接。如此能够实现新车型的快速面世和缩短交付时间，车企竞争力能够得到大幅度提升。

在成本竞争上，在白车身制造上，只要车企建立起压铸产线，必然会有更多零件通过压铸进行生产。除了现在推崇的后轮罩以及后靠背总成以外，未来将会逐步的延伸到例如车门的内板加强板总成、底板总成和前纵梁总成，以及发动机舱总成等区域，这些区域是未来压铸技术实现降本的重要区域。

有人会认为这个只是预测，但产品满足消费者需求的情况下，价格是重要的考虑因素之一，性价比始终是市场所需要的。所以，未来一体化压铸在汽车制造中的竞争焦点会集中在降低产品成本和加快新品推出速度。

国产车企能否引入一体化压铸技术，取决于现有的技术实力，吉利已经引入了该压铸技术，可以看出，国产车企也在探索该技术在汽车中的应用。

但并非所有的车企都适合引入，因为一体化压铸技术压铸白车身钣金总成，是需要很高的技术要求。从最前端的设计分析到产线规划，再到材料供应，以及大量的资金投入，这些都是要引入这一技术需要考虑的前提。国产车企的产业链是完善的，如果能够在现有的产业链上将成本降到最低，那就需要考虑是否有必要引入一个从未涉及的新领域。不仅面临技术和资金问题，重构供应链也是项巨大工程。

如果要引入一体化技术，车企管理者需要考虑以下几个因素。

技术可行性：

一体化压铸虽然对生产制造流程没有产生根本性的改变，但一体化压铸技术并没有想得那么容易，车企现有技术能力能否达到，最重要的指标不是设计板件的技术，而是是否有空气动力学、流体力学和热力学等技术人才，一体化压铸不同于小件压铸，白车身件面积大、车身薄等技术难点，材料性能是否满足强度和韧性等都是需要考虑的因素。一体压铸除了强度足够外，还需要足够的韧性，不能太脆也不能太硬。另外，材料采用什么金属元素配比？压铸机供应商是否具备这样的条件？技术是否成熟？金属融化设备能否在现在节能减排的政策环境下做到低碳高效？还有更重要的是，车企能否或愿意支付大笔技术开支。

车间挑战性

多数车企情况都类似，一体化压铸区域的板件是由供应商提供，工厂不需要增加额外的车间和设备。但是，一体化压铸投入成本高，需要主机厂自己规划和采购，而这一套压铸产线并不只是一台压铸机这么简单，而是一条产线，现有车间是否满足原材料金属的融化设备、压铸设备、辅助设备这一套体系所占用的空间和场地规划，是否需要新建场地，以及重新规划物流路线。

生产工序的改变

虽然一体化压铸减少了焊装车间的工作，但是增加了加工工序，车身制造并不只有焊接，特斯拉的一体化压铸的零件总成是和其他零件相互连接和固定，外部的装饰品也需要固定在这些压铸件上。所以这些压铸件就必须要在压铸好的成品上进行加工，例如铣面、钻孔、攻牙以及镶嵌螺母和螺钉。加工这些零件所使用的机床就是增加的加工工序，在压铸产线后增加的是加工产线，对压铸件进行二次加工才能满足后续的需求。所以不仅要看一体化压铸省节省了什么，还要看增加了什么。

对消费者的影响

一体化压铸技术在降低成本和缩短交付周期上的优势，最终会对终端产生必然影响。对于消费者而言，概括而言，主要会有以下四点影响。

第一，轻量化车身能够降低能源消耗，电动汽车能够节省电力，燃油汽车能够节省燃油。

第二，一体化压铸能够降低汽车的制造成本，能够让消费者降低购车成本。当压铸技术在一家车企成熟运行之后，后续的制造成本将会降低，这样也能够降低汽车的零件成本从而降低整车成本，为车企在激烈竞争中既维持了预期利润，又提供了更大的让价空间。

第三，一体化压铸能够更快的满足消费者的需求，消费者对于新车的需求和个性化需求将会进一步扩大，而压铸工艺能够极大的节省车型开发时间和缩短交付时间。

第四，一体化压铸技术会增加后期维修成本和保险成本以及降低汽车的整体强度。

首先是增加维修成本。一体化压铸意味着原本由上百件构成的零件现在是一个零件，如果汽车发生意外损伤了一体化压铸件，那么这个压铸件维修的可能性几乎为零。因为一体零件一旦损坏一角，这个零件也就失去了它的基本性能，轻微的磕碰就会导致更换大块零件的情况。

传统板件焊接的汽车，哪怕是撞击一个洞，只要就地焊接和贴补就能继续使用，或者换掉该区域的几个零件，成本自然更低，而一体化压铸就需要整件更换，即便是一体化铸件售价便宜或者承诺免费更换，那么这个拆卸成本也是一个巨大的费用。

其次是保险费用增加。到如今没有听到保险公司针对一体化压铸车身的保险有区别对待，但是随着一体化压铸技术的大范围使用和发生问题的频率增加，保险公司必然会认识到使用一体化压铸零件的汽车将使其面临更大的赔付风险和赔付金额，必然会在未来出台针对使用一体化压铸零件的汽车收取更多的保费。

最后是维修导致的汽车整体强度降低。汽车车身是一个整体，是在焊装车间完成所有的焊接和组装，这就意味着车身是一个整体，但是压铸零件在后期的使用中出现意外需要整体更换时，那么也就意味着汽车整体的强度会受到影响。

因为车身的组装和焊接都是安装工艺以及碰撞条件按步骤进行组装和焊接，这样才能保证车身的强度，如果现在使用中坏了铸件，就意味着从中间环节拆去一个部件再更换新部件，这样势必会对车身强度造成影响。除非所有使用压铸件的汽车厂商都将压铸的零件作为最后一道工序安装，这样就能够避免更换铸件造成的车身强度降低问题。

一体化压铸技术具有诸多优势，也有不可避免的劣势。没有任何的技术是完美的，一体化压铸技术对国产车企而言是机会也是挑战。即便现在技术达不到，也可以循序渐进从小区域开始逐步实现压铸一体化，在未来竞争中占据优势。