一體化壓鑄,絕對是當(dāng)下汽車行業(yè)的一個熱詞。
但其實(shí),從2020年9月特斯拉首次提出一體化壓鑄的概念至今,也不過才剛剛?cè)?,能用?a href="http://www.dlqc8.com/news/show-228.html" target="_blank">一體化壓鑄工藝的車型,數(shù)量不僅少,而且價格不菲。
原因很簡單,一體化壓鑄徹底顛覆了車身多個零件分別沖壓、焊接的工藝流程,將數(shù)十個乃至上百個零件合而為一,是能夠引發(fā)新一輪汽車制造革命的工藝。
當(dāng)然,這樣的工藝顛覆,就會意味著極高的技術(shù)含量和資金投入。如果傳統(tǒng)車企想要加入一體化壓鑄,也必須要改變已經(jīng)存在幾十年的設(shè)備與流程。所以,一體化壓鑄的門檻,是很高的。
但對于新進(jìn)入汽車行業(yè)的小米而言,它卻沒有這種顧慮,反而是這種既有顛覆,又有門檻,技術(shù)投入、資金投入、創(chuàng)新投入都非常巨大的工藝,特別符合小米汽車的定位。
2023年12月26日,問界M9上市,采用當(dāng)時量產(chǎn)車中最大的9000噸級一體化壓鑄技術(shù)。
但僅僅過了兩天,這個紀(jì)錄就被小米打破,小米發(fā)布了9100噸級的超級大壓鑄技術(shù)——Xiaomi HyperCasting。但其實(shí),9100噸這個數(shù)字,遠(yuǎn)不是小米超級大壓鑄技術(shù)的核心壁壘。
真正的壁壘,來自于小米在一體化壓鑄領(lǐng)域的know-how。
小米為什么要自研一體化壓鑄?
電動汽車與一體化壓鑄,是一對共生共榮的"兄弟"。一體化壓鑄,為電動車帶來諸多產(chǎn)品力與體驗(yàn)上的優(yōu)勢;而電動車的快速發(fā)展,也讓一體化壓鑄找到了它最適合的應(yīng)用場景。
對于用戶而言,也許他們不了解車身結(jié)構(gòu),也看不到藏在車身外表里面的工藝。但是他們對電動汽車的要求一定有:低能耗、高安全性、高可靠性的要求,甚至還有下好訂單后能盡快拿到車的急迫。而這些,恰恰就是一體化壓鑄在電動汽車上的價值所在。
相比傳統(tǒng)車身制造工藝,一體化壓鑄大幅減少了車身的零件數(shù)量和連接焊點(diǎn)數(shù)量。由此,車身減了重,電動車的能耗得以降低;車身的強(qiáng)度增加,電動車的安全性能夠得到顯著提升;生產(chǎn)流程簡化、效率提升,電動車的制造周期就會縮短,用戶也能夠更快拿到車。
一體化壓鑄是一項(xiàng)能夠切切實(shí)實(shí)創(chuàng)造用戶價值的創(chuàng)新工藝,也一定是電動車上無可爭議的大趨勢。
目前汽車行業(yè)中,絕大部分車企并不具備生產(chǎn)一體化壓鑄件的能力,如果他們想引入這項(xiàng)工藝,通常會采用技術(shù)成熟的供應(yīng)商外供的方式。
但是,因?yàn)樾阅堋⑿逝c成本優(yōu)勢,一體化壓鑄又會成為電動汽車制造的核心工藝,車企將其掌握在自己手中,絕對是具備戰(zhàn)略意義的行為。也只有把一體化壓鑄抓在手里,才能最大程度將技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為用戶體驗(yàn)的價值。
所以,哪怕困難再大,小米汽車堅(jiān)定地要自己來干這件事情。
小米究竟自研了什么?
當(dāng)小米決定自研一體化壓鑄后,擺在小米面前的有兩大難題。
第一,是構(gòu)建由高鎖模力的一體壓鑄機(jī)設(shè)備為核心的制造體系;第二,是適合一體化壓鑄的合金選型。
首先是壓鑄制造體系。
壓鑄機(jī)是壓鑄工藝最核心的設(shè)備,而鎖模力則是壓鑄機(jī)首先確定的因素,也就是給壓鑄磨具的鎖緊力。壓鑄件的尺寸越大,相應(yīng)需要的鎖模力也就越高。
特斯拉采用的一體壓鑄機(jī),鎖模力是6000噸級別。但是小米所設(shè)計(jì)的壓鑄件,比特斯拉的要大17%,6000噸級別難以滿足小米的需求。所以,小米最終選擇定制了9100噸級的壓鑄機(jī),去壓鑄一體化的后地板。
其實(shí),現(xiàn)在汽車行業(yè)已經(jīng)開始卷鎖模力的噸位,2024年12000噸級乃至更高指標(biāo)的壓鑄機(jī)也會在汽車行業(yè)應(yīng)用。但是壓鑄機(jī)噸位應(yīng)當(dāng)和鑄件的設(shè)計(jì)緊密相關(guān),也需要平衡性能需求與成本控制,并不是一件以數(shù)字大小論英雄的事情。
所以,小米并沒有把太多的精力,放在這個9100噸級上,而是在定制壓鑄機(jī)的基礎(chǔ)上,做了一件更有技術(shù)含量的事情——自研了整套壓鑄島流水線。
壓鑄機(jī)就好比是航母,但想要航母真正具備戰(zhàn)斗力,更重要的是要形成航母戰(zhàn)斗群。而小米自研的這一套設(shè)備集群系統(tǒng),就是航母戰(zhàn)斗群。
然后是材料選型。
一體化壓鑄的零部件,有著復(fù)雜的曲面構(gòu)型和結(jié)構(gòu)尺寸輪廓,傳統(tǒng)的熱處理帶來的熱脹冷縮,很容易引發(fā)零部件尺寸變形或者表面裂紋,導(dǎo)致產(chǎn)品良率急劇降低。所以,一體壓鑄一定是和免熱處理材料相生相伴,為一體壓鑄研發(fā)專屬合金材料,才能達(dá)到更高的良率和更好的性能,一體壓鑄的優(yōu)勢才能體現(xiàn)出來。
而這個免熱處理的材料配方,自然就是一體化壓鑄工藝中,小米需要掌握的另一項(xiàng)極為重要的核心技術(shù)——壓鑄合金。
為此,小米的材料團(tuán)隊(duì)和國家級材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室合作,將AI與材料學(xué)緊密結(jié)合,自研出一套多元材料AI仿真系統(tǒng),可以模擬出不同材料配方組合的性能。
經(jīng)過1016萬次的模擬仿真實(shí)驗(yàn),小米最終篩選出一組兼顧強(qiáng)度、韌性和穩(wěn)定性的合金,小米把它命名為“小米泰坦合金”。
而這也意味著,小米與特斯拉一道,成為了目前世界唯二自主設(shè)計(jì)大壓鑄集群+材料的汽車制造商。
通過設(shè)備集群和材料的自研突破,小米幾乎完成了大壓鑄產(chǎn)業(yè)鏈里所有環(huán)節(jié)的自主掌握。而在小米首款車型SU7上,小米成功地打造了72合1的一體化壓鑄后地板,焊點(diǎn)減少840個,重量減輕17%,生產(chǎn)工時只需要原本的一半左右,如此堅(jiān)固的一體化后底板,使得整車剛度能夠突破51000Nm/deg,這相當(dāng)于傳統(tǒng)油車的兩倍。
這種級別的壓鑄件,以往只出現(xiàn)在大尺寸的SUV或者M(jìn)PV上,而小米第一次在轎車上實(shí)現(xiàn)了后地板的一體化。
在這個汽車變革的時代里,很多新技術(shù)、新工藝都處于探索中,沒有哪個供應(yīng)商能夠解決所有問題,或者能輕松滿足汽車廠商的要求。尤其是對于小米這種對硬核創(chuàng)新技術(shù)極為看重的企業(yè)而言,很多事情都必須要自己親自下場,通過自研掌握know-how,才能做出人無我有、人有我優(yōu)的成果。
一體化壓鑄,怎樣讓用戶滿意?
2022年,特斯拉一則“天價維修費(fèi)”的新聞登上熱搜,車主在倒車時不小心撞到了墻角,原以為只是簡單的磕碰事故,事故鑒定后發(fā)現(xiàn)一體壓鑄的后減震包受到?jīng)_擊,維修費(fèi)高達(dá)20萬元。
也許一個行業(yè)專家,可以用一萬句話說出一體化壓鑄的千般優(yōu)點(diǎn),但是唯獨(dú)維修成本高,是消費(fèi)者難以接受的致命缺點(diǎn)。
如果簡單的擦碰,就會產(chǎn)生天價維修費(fèi),有多少用戶愿意為之買單?如果一家汽車廠商只做了一體化壓鑄,卻沒有為降低維修成本考慮,也很容易被消費(fèi)者打上“割韭菜”的印象標(biāo)簽。
顯然,這并不符合小米公司一向?qū)τ脩舻膬r值觀。
而為了解決一體化壓鑄部件遭遇碰撞后必須要整體更換的問題,小米在一體化壓鑄后地板獨(dú)創(chuàng)了三段式分區(qū)碰撞策略——從后向前分別設(shè)計(jì)了可拆的低速潰縮區(qū)和中高速潰縮區(qū)。
這樣設(shè)計(jì)后,如果后端發(fā)生低速碰撞,后防撞梁及吸能盒首先產(chǎn)生變形,只需更換低速潰縮區(qū)的零部件即可,從而降低維修成本。而如果發(fā)生中高速后碰撞,擠出鋁安裝梁會通過形變參與到吸能中,確保大壓鑄件不受到碰撞影響,同樣是為維修成本考慮。
那么,這樣的三段式后地板設(shè)計(jì),在大壓鑄件不被損壞的前提下,能夠承受多高速度的后碰標(biāo)準(zhǔn)呢?小米給出的答案,是90km/h。也就是說,當(dāng)同向行駛的兩輛車相對速度在90km/h以內(nèi),發(fā)生后碰撞時,用戶都不必為大壓鑄件的成本買單。這一速度,不僅超過了全球的最高標(biāo)準(zhǔn),在現(xiàn)實(shí)生活中也極少能夠遇到兩車相對速度如此之高的場景。
所以,或許一體化壓鑄工藝在行業(yè)人士看來非常先進(jìn),但從先進(jìn)到用戶滿意,中間需要跨越無數(shù)個用戶思維。降低維修成本,就是其中重要的一環(huán)。而小米雖然在汽車行業(yè)是初出茅廬的新人,但論用戶思維卻早已是多年深耕的老手。在全自研的流程工藝與材料的基礎(chǔ)上,小米的用戶思維,讓他對一體化壓鑄的思考,比很多人想象中要更加的全面。
或許有些人覺得小米并沒有經(jīng)歷汽車行業(yè)的復(fù)雜性,但從一體化壓鑄這件“小事”上,我們足以看出小米有能力去“管理”這種復(fù)雜性。因?yàn)樽鳛橐粋€跨界而來的玩家,小米最難能可貴的,就是既能堅(jiān)守汽車產(chǎn)業(yè)百年來固有的一些規(guī)律,才能將自己在消費(fèi)科技領(lǐng)域積累而來的思想與方法論,應(yīng)用到汽車產(chǎn)業(yè)如今的變革中。
小米從手機(jī)行業(yè)跨入汽車行業(yè),遠(yuǎn)不只是說要給市場多造一臺車。
當(dāng)我們今天看完小米在一體化壓鑄工藝上的投入,由此以小見大,我們有理由相信小米是在用自己的能力去賦能制造業(yè),帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)創(chuàng)新與進(jìn)步。
小米選擇用一場技術(shù)發(fā)布會,正式開啟小米汽車面向市場的征程,既是向行業(yè)傳遞自己的造車?yán)砟睿彩窍蚴袌鰝鬟f自己的造車信心,更是給所有的用戶傳遞了一種責(zé)任感。