特斯拉一体化压铸+并行涂总，颠覆传统“冲焊涂总”四大工艺

 

 

 

 

 

 

 

✓ 传统汽车制造四大工艺流程存在工序复杂、成本高的缺点

 

传统汽车制造包括冲压、焊接、涂装、总装四大工艺，其中冲压环节负责制造车身板件，自动化程度较高，生产零件数量多，最终零件质量高度依赖于模具工艺；焊接环节将车身板件进行接合，制造成本较高；涂装环节进行喷漆处理，对新风、烘房、除尘、环保都有极高要求，属于高能耗环节；总装环节负责拼接整车，人力密集，零部件多，工序流程复杂。目前传统四大工艺整体涉及的零部件较多，同时工艺流程也比较复杂，人工和制造成本都较高，存在零件数量精简，工序流程优化，成本持续改善的空间。

 

 

 

传统汽车制造四大工艺

 

 

 

 

✓ 特斯拉通过“一体化压铸+并行涂总”改善传统四大工艺环节，持续推动降本增效。

 

其中核心制造改革包括：

 

1）一体化压铸代替传统冲压、焊接：Model Y 将采用一体化压铸后底板总成，使用钢铝混合车身，预计可减少下车体总成重量30%，降低40%制造成本。

 

2）并行涂总，优化涂装、总装环节：特斯拉下一代产线的操作密度将提升 44%，空间/时间效率提升 30%，经济效益提升 50%，工厂占地减少 40%。

 

3）免涂装材料优化涂装环节：特斯拉新材料“超硬冷加工钢合金”制造的外骨骼设计具有更强耐腐蚀性，使车辆的外板可以不应用防腐涂层（如油漆），直接在不同温度下加热获得化学着色，从而通过外骨骼取消涂装进一步降本。

 

 

 

 

特斯拉工艺改造提升制造流程中创造价值时间占比。根据丰田提出的汽车制造中未能创造价值的八大浪费来看，特斯拉依靠一体化压铸减少零件数量，降低了不必要的运输、移动和搬运以及过度处理的浪费；依靠“并行涂总”减少了现场等候时间的浪费。从价值创造环节来看，特斯拉通过对传统四大工艺的改革，实现了对铸型、运输、排队等候、机械加工和组装环节时间的优化。尤其是“并行涂总”大量减少了排队等候，这一不能创造价值占比最多的环节所消耗的时间，整体大幅提升了创造价值时间的占比。

 

 

 

丰田总结的汽车制造价值系统中浪费的环节

 

 

 

 

二、一体化压铸代替传统冲压、焊接工艺

 

先发优势：率先完成后底板压铸，向下车体总成进发

 

一体化压铸先发布局，技术实现路径领先。特斯拉早在2015年就开始研发免热合金材料，进而布局一体化压铸，主要实现路径为：招聘人才→研发专利→单车型、单部位试用→扩散到各车型、多部位，并且在材料和设备方面都实现重大突破。2020年9 月电池日上，特斯拉首次宣布将一体化压铸技术用于Model Y 后底板量产；2021年5 月特斯拉前舱一体化试制成功；同年10 月特斯拉在柏林工厂开放日上展示了一体式压铸底盘。2023年特斯拉向 IDRA 定制的 9000T 压铸机将应用于全新电动皮卡Cybertruck。特斯拉后续将持续推进前底板一体化压铸，向下车体总成压铸进发。

 

 

 

特斯拉一体化压铸进程

 

 

 

 

特斯拉一体化压铸从后底板向前舱拓展

 

 

 

 

设备迭代：特斯拉领跑布局超大吨位压铸机

 

6000 吨以上超大吨位压铸机成为一体化压铸主力。汽车后底板的重量在60-70公斤，尺寸约为1700mm*1500mm*800mm，重量和尺寸都已经超过了常规压铸机所能提供的锁模力，超大型压铸机的需求应运而生。超大型压铸机与电磁熔化炉、碎化加工机、取件和清理机器人、检测设备等周边配套设备组成一套压铸岛，是一体化压铸的核心设备。特斯拉与力劲科技控股子公司IDRA 合作，令其为特斯拉开发了6000 吨级别的压铸机，目前已经成为一体压铸后底板的主力吨位。

 

 

 

力劲6000T 压铸机

 

 

 

 

三、并行涂总，制造革命加速

 

契合特斯拉的“Unboxed process”组装

 

模块化设计+并行涂总颠覆传统流水线制造模式。2023年3 月，特斯拉在投资者日宣布，由“串行”向“并行”转型，升级涂装、总装工序，推出“Unboxed process”工艺，进一步简化汽车组装过程。这是继1910s福特首次提出流水线生产模式以及1950s 丰田提出精益生产系统进行汽车生产管理方法改革之后，大型汽车制造企业对生产线进行的第三次颠覆性制造变革。“Unboxed process”的主要特点包括1）整车将分成几个子模块，分别独立组装、喷涂；2）对完成后各个模块进行拼接组装；3）前排座椅和地板组装好后由下而上装入；4）全流程车门仅组装一次。

 

 

 

 

 

 

契合特斯拉生产模式的“Unboxed process”组装