2024/01/05
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一体大压铸，壁垒究竟有多高？ - 压铸及锻压工业展览会
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一体化压铸，绝对是当下汽车行业的一个热词。
但其实，从2020年9月特斯拉首次提出一体化压铸的概念至今，也不过才刚刚三年，能用上一体化压铸工艺的车型，数量不仅少，而且价格不菲。
原因很简单，一体化压铸彻底颠覆了车身多个零件分别冲压、焊接的工艺流程，将数十个乃至上百个零件合而为一，是能够引发新一轮汽车制造革命的工艺。
当然，这样的工艺颠覆，就会意味着极高的技术含量和资金投入。如果传统车企想要加入一体化压铸，也必须要改变已经存在几十年的设备与流程。
所以，一体化压铸的门槛，是很高的。
但对于新进入汽车行业的小米而言，它却没有这种顾虑，反而是这种既有颠覆，又有门槛，技术投入、资金投入、创新投入都非常巨大的工艺，特别符合小米汽车的定位。
2023年12月26日，问界M9上市，采用当时量产车中最大的9000吨级一体化压铸技术。
但仅仅过了两天，这个纪录就被小米打破，小米发布了9100吨级的超级大压铸技术——Xiaomi HyperCasting。但其实，9100吨这个数字，远不是小米超级大压铸技术的核心壁垒。
真正的壁垒，来自于小米在一体化压铸领域的know-how。
小米为什么要自研一体化压铸？
电动汽车与一体化压铸，是一对共生共荣的"兄弟"。一体化压铸，为电动车带来诸多产品力与体验上的优势；而电动车的快速发展，也让一体化压铸找到了它最适合的应用场景。
对于用户而言，也许他们不了解车身结构，也看不到藏在车身外表里面的工艺。但是他们对电动汽车的要求一定有：低能耗、高安全性、高可靠性的要求，甚至还有下好订单后能尽快拿到车的急迫。而这些，恰恰就是一体化压铸在电动汽车上的价值所在。
相比传统车身制造工艺，一体化压铸大幅减少了车身的零件数量和连接焊点数量。由此，车身减了重，电动车的能耗得以降低；车身的强度增加，电动车的安全性能够得到显著提升；生产流程简化、效率提升，电动车的制造周期就会缩短，用户也能够更快拿到车。
一体化压铸是一项能够切切实实创造用户价值的创新工艺，也一定是电动车上无可争议的大趋势。
目前汽车行业中，绝大部分车企并不具备生产一体化压铸件的能力，如果他们想引入这项工艺，通常会采用技术成熟的供应商外供的方式。
但是，因为性能、效率与成本优势，一体化压铸又会成为电动汽车制造的核心工艺，车企将其掌握在自己手中，绝对是具备战略意义的行为。也只有把一体化压铸抓在手里，才能最大程度将技术优势转化为用户体验的价值。
所以，哪怕困难再大，小米汽车坚定地要自己来干这件事情。
小米究竟自研了什么？
当小米决定自研一体化压铸后，摆在小米面前的有两大难题。
第一，是构建由高锁模力的一体压铸机设备为核心的制造体系；第二，是适合一体化压铸的合金选型。
首先是压铸制造体系。
压铸机是压铸工艺最核心的设备，而锁模力则是压铸机首先确定的因素，也就是给压铸磨具的锁紧力。压铸件的尺寸越大，相应需要的锁模力也就越高。
特斯拉采用的一体压铸机，锁模力是6000吨级别。但是小米所设计的压铸件，比特斯拉的要大17%，6000吨级别难以满足小米的需求。所以，小米最终选择定制了9100吨级的压铸机，去压铸一体化的后地板。
其实，现在汽车行业已经开始卷锁模力的吨位，2024年12000吨级乃至更高指标的压铸机也会在汽车行业应用。但是压铸机吨位应当和铸件的设计紧密相关，也需要平衡性能需求与成本控制，并不是一件以数字大小论英雄的事情。
所以，小米并没有把太多的精力，放在这个9100吨级上，而是在定制压铸机的基础上，做了一件更有技术含量的事情——自研了整套压铸岛流水线。
压铸机就好比是航母，但想要航母真正具备战斗力，更重要的是要形成航母战斗群。而小米自研的这一套设备集群系统，就是航母战斗群。
这套占地面积有两个篮球场的设备集群里，一共有60台设备，控制433个工艺参数，全套流程和标准，都是小米自主制定、自主掌握。其中最值得一提的，是小米自研的视觉大模型质量判定系统，可以在2秒内完成压铸件的质量检测，是人工效率的10倍之多。
然后是材料选型。
一体化压铸的零部件，有着复杂的曲面构型和结构尺寸轮廓，传统的热处理带来的热胀冷缩，很容易引发零部件尺寸变形或者表面裂纹，导致产品良率急剧降低。所以，一体压铸一定是和免热处理材料相生相伴，为一体压铸研发专属合金材料，才能达到更高的良率和更好的性能，一体压铸的优势才能体现出来。
而这个免热处理的材料配方，自然就是一体化压铸工艺中，小米需要掌握的另一项极为重要的核心技术——压铸合金。
为此，小米的材料团队和国家级材料重点实验室合作，将AI与材料学紧密结合，自研出一套多元材料AI仿真系统，可以模拟出不同材料配方组合的性能。
经过1016万次的模拟仿真实验，小米最终筛选出一组兼顾强度、韧性和稳定性的合金，小米把它命名为“小米泰坦合金”。
而这也意味着，小米与特斯拉一道，成为了目前世界唯二自主设计大压铸集群+材料的汽车制造商。
通过设备集群和材料的自研突破，小米几乎完成了大压铸产业链里所有环节的自主掌握。而在小米首款车型SU7上，小米成功地打造了72合1的一体化压铸后地板，焊点减少840个，重量减轻17%，生产工时只需要原本的一半左右，如此坚固的一体化后底板，使得整车刚度能够突破51000Nm/deg，这相当于传统油车的两倍。
这种级别的压铸件，以往只出现在大尺寸的SUV或者MPV上，而小米第一次在轿车上实现了后地板的一体化。
在这个汽车变革的时代里，很多新技术、新工艺都处于探索中，没有哪个供应商能够解决所有问题，或者能轻松满足汽车厂商的要求。尤其是对于小米这种对硬核创新技术极为看重的企业而言，很多事情都必须要自己亲自下场，通过自研掌握know-how，才能做出人无我有、人有我优的成果。
一体化压铸，怎样让用户满意？
2022年，特斯拉一则“天价维修费”的新闻登上热搜，车主在倒车时不小心撞到了墙角，原以为只是简单的磕碰事故，事故鉴定后发现一体压铸的后减震包受到冲击，维修费高达20万元。
也许一个行业专家，可以用一万句话说出一体化压铸的千般优点，但是唯独维修成本高，是消费者难以接受的致命缺点。
如果简单的擦碰，就会产生天价维修费，有多少用户愿意为之买单？如果一家汽车厂商只做了一体化压铸，却没有为降低维修成本考虑，也很容易被消费者打上“割韭菜”的印象标签。
显然，这并不符合小米公司一向对用户的价值观。
而为了解决一体化压铸部件遭遇碰撞后必须要整体更换的问题，小米在一体化压铸后地板独创了三段式分区碰撞策略——从后向前分别设计了可拆的低速溃缩区和中高速溃缩区。
这样设计后，如果后端发生低速碰撞，后防撞梁及吸能盒首先产生变形，只需更换低速溃缩区的零部件即可，从而降低维修成本。而如果发生中高速后碰撞，挤出铝安装梁会通过形变参与到吸能中，确保大压铸件不受到碰撞影响，同样是为维修成本考虑。
那么，这样的三段式后地板设计，在大压铸件不被损坏的前提下，能够承受多高速度的后碰标准呢？小米给出的答案，是90km/h。也就是说，当同向行驶的两辆车相对速度在90km/h以内，发生后碰撞时，用户都不必为大压铸件的成本买单。这一速度，不仅超过了全球的最高标准，在现实生活中也极少能够遇到两车相对速度如此之高的场景。
所以，或许一体化压铸工艺在行业人士看来非常先进，但从先进到用户满意，中间需要跨越无数个用户思维。降低维修成本，就是其中重要的一环。而小米虽然在汽车行业是初出茅庐的新人，但论用户思维却早已是多年深耕的老手。在全自研的流程工艺与材料的基础上，小米的用户思维，让他对一体化压铸的思考，比很多人想象中要更加的全面。
或许有些人觉得小米并没有经历汽车行业的复杂性，但从一体化压铸这件“小事”上，我们足以看出小米有能力去“管理”这种复杂性。因为作为一个跨界而来的玩家，小米最难能可贵的，就是既能坚守汽车产业百年来固有的一些规律，才能将自己在消费科技领域积累而来的思想与方法论，应用到汽车产业如今的变革中。
文章来源：腾讯新闻
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