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        1. 特斯拉新專利提出“一體鑄造”|鑄造廠

          發布日期:2020-11-12

                        河南省化工機械制造有限公司關注鑄造廠最新鑄造技術,下面讓小編為大家分享特拉斯新專利一體鑄造!

             特斯拉新專利提出“一體鑄造”技術。20197月,特斯拉發布新專利“汽車車架的多向車身一體成型鑄造機和相關鑄造方法”,提出了一種車架一體鑄造技術和相關的鑄造機器設計。該技術將通過多向壓鑄機,包括一個具有車輛覆蓋件的模具,以及幾個可以相對于覆蓋件模具平移的凸壓模具實現。此類凸壓模具會分別移動至鑄造機中央的鑄造區,負責不同部件的鑄造,在一臺機器上完成絕大部分車架的鑄造工作。”



          “一體鑄造”有望大幅提高生產效率。鑄造工藝適合復雜形狀、型腔薄壁零件的制造,優勢在于有利零部件的集成化設計和制造。“一體鑄造”技術將進一步強化這一優勢,將車架上的多個零件集成為一個整體,通過一次鑄造完成成型,大幅簡化供應鏈配套,有望為生產效率帶來較大提升。



          ModelY有望應用“一體鑄造”工藝。據報道,特斯拉正準備對ModelY車型生產制造進行幾項重大改進,其中包括引入一臺大型壓鑄機進行“一體鑄造”,可將ModelY車型的大部分框架組集成為一個大件。2019年特斯拉首席執行官埃隆馬斯克曾表示,特斯拉的ModelY車型白車身將轉向鋁鑄件設計。我們從外媒處獲取到了一組疑似特斯拉ModelY的生產制造過程,并還有其鑄造車身的圖片。



          通過圖片可以看到,在車門的結構處,如果是板材沖壓,其邊緣將會是尖銳的,而圖中該位置似乎還未成型。另一個就是在B柱位置有變色,而在傳統的汽車沖壓制造與焊接工藝上,是不會出現這樣的變色效果。再一個,在車輪的輪拱內部,復雜的褶皺是鈑金技術所還不能達到的。



          “一體鑄造”技術有望助力Model Y生產效率進一步提升。白車身在焊裝過程中的特點是具有明顯的先后順序,若能以整件方式生產車架,不僅將提升汽車主機廠的自動化率,還將有效減少建造時間、運營成本、制造成本、工廠占地面積、加工成本和設備數量。ModelY若應用“一體鑄造”技術,有望在Model 3現有基礎上進一步提升生產效率,保證更快的爬坡速度和更高的裝配產能。



          傳統車企采用的普通一體式車架,它由幾十個小的鈑金沖壓件組成。它們就像我們折紙盒子一樣,鈑金在沖壓機中被巨型模具折疊切割,被人或機器人用焊接或膠接的技術連接在一起,在汽車發展的這么多年中,鈑金沖壓從未退出過歷史舞臺。

          而特斯拉為Model Y提供的高壓鋁鑄造一體式車架則結束了“折疊”和“粘合”的大部分工作。不同于沖壓件在制造和焊接過程中會產生大量內部應力,高壓鋁鑄造僅需準確且簡單的熱處理就可以將產品的內部應力降到很低,從而有效提升車輛的剛性,也就提高整車的安全性能。由于電動車的電池需要更安全的安置在底盤上,那么這么一個真正意義上的一體化車身可以有效保護電池。



          鋁鑄造尤其是高壓鑄造在生產復雜形狀、型腔零件上具有明顯優勢,因此在未來“一體鑄造”應用之后,有望替代部分鋼制或其他材質的結構件,加上動力電池重量大導致汽車車身輕量化成為普遍訴求,使得用鋁量進一步提升;此外,由于“一體鑄造”將多個鑄造件設計集成了為一個車架,因此車身上的鋁鑄造件數量將大幅減少。



          并不是車架越安全制造成本越貴,高壓鋁鑄造除了先期壓鑄機投入較大以外,后期的制造成本遠低于鈑金沖壓。我們經??梢钥吹胶芏嗾掌蛞曨l中,主機廠里面密密麻麻的機器人,其實這些機器人大部分都是在做焊接和涂膠的工作,這部分不僅投入巨大,而且浪費生產時間。



          特斯拉Model Y的一體鑄造車架不僅省去了幾十臺機器人,而且節省了模具投入,質量投入和運營成本。這可以有效降低生產成本,從而提高競爭力。

          由于采用了大型單體鋁鑄造,因此在車輛發生碰撞后無法采用鈑金或者替換方式修補受損件。特斯拉采用創新的插銷工藝來修復車身,即將受損的部位切割開,將全新鑄造單體用插銷部件與車體連接,這有點類似大型鉚接工藝。根據測試,連接處的抗拉和抗壓強度并沒有很大改變。這種工藝雖然會相對提高修車成本和時間,但是僅從底盤上來說的安全系數仍可以與新車相似。


          雖然整體鋁鑄件設計好處多,但劣勢也不少。比如工藝難度大,零件不良率可能會因此提升,一次性壓鑄成形,只有有一邊或者一角出現問題,那么這一整塊就沒用了。當然,高良品率都是通過不斷試錯出來的。

          特斯拉將鑄造這門看似落后且老舊的產業又一次推向了前沿,不僅提高整車安全,也能降低生產成本;而創新的修復工藝讓汽車在受到碰撞以后還能保持原來的安全。然而針對普通消費者而言,維修成本高了,對維修人員來說,維修難度也了。萬一出現碰撞,那么換的可不是平常的“一個零件”,而是“N個零件組合在一起的一個零件”。

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