智通财经获悉，据五名知情人士透露，特斯拉(TSLA.US)结合了一系列创新，取得了一项技术突破，这可能会改变特斯拉制造电动汽车的方式，并帮助埃隆·马斯克实现将生产成本减半的目标。
该公司率先使用了具有6000至9000吨夹紧压力的大型压力机，以“千吨级”工艺来塑造其Y型汽车的前后结构，这大大降低了生产成本，让竞争对手竞相追赶。知情人士说，为了扩大领先优势，特斯拉正在接近一项创新，该创新将使特斯拉能够将电动汽车几乎所有复杂的车身底部铸造成一个整体，而不是像传统汽车那样由大约400个零件组成。
消息人士称，该技术是特斯拉首席执行官马斯克今年3月公布的“开箱式”制造战略的核心，这是他在未来10年生产数千万辆廉价电动汽车并仍能盈利的计划的关键。尽管特斯拉表示，其“开箱式”制造涉及同时生产汽车的大型子组件，然后将它们组装在一起，但模块化组件的大小和构成仍是猜测的主题。
其中两名消息人士表示，特斯拉在部署这项一体压铸车身技术之后，研发新车的时间可以缩短到18-24个月，而目前汽车厂商开发新车通常需要3-4年时间。
美国工程公司Caresoft Global的总裁特里·沃乔斯基(Terry Woychowski)表示，如果特斯拉成功地将电动汽车的大部分底盘进行了改造，它将进一步颠覆汽车的设计和制造方式。曾在美国汽车制造商通用汽车(GM.US)工作了30多年的Woychowski表示：“这对汽车行业有着巨大的影响，但这是一项非常具有挑战性的任务。铸造非常难做，尤其是更大、更复杂的铸件。”
这五名知情人士表示，一个单一的大框架——将前后部分与放置电池的中间底部结合起来——可以用于特斯拉的小型电动汽车，该公司的目标是在本十年中期推出价格为2.5万美元的电动汽车。
三位消息人士表示，特斯拉预计最早将于本月决定是否将该框架整体压铸成型，尽管即使他们继续推进，最终产品也可能在设计验证过程中发生变化。
3D打印和工业用砂
特斯拉取得的突破集中在如何为大规模生产设计和测试如此大的零件的巨型模具，以及如何将空心副框架与内部肋骨结合起来，以减轻重量并提高耐撞性。这五名知情人士说，这两项创新都是由英国、德国、日本和美国的设计和铸造专家开发的，涉及3D打印和工业用砂。
到目前为止，由于“千兆铸造困境”，汽车制造商一直回避铸造更大的结构:制造1.5平方米或更大的零件的模具可以提高效率，但成本高昂，而且存在无数风险。据一位铸造专家说，一旦制作出一个大型金属测试模具，在设计过程中进行机械加工调整一次可能要花费10万美元，或者重新制作一个模具可能需要150万美元。另一个人说，一个大型金属模具的整个设计过程通常要花费400万美元左右。
消息人士称，这被汽车制造商认为是不可接受的，尤其是从噪音和振动、装配和完成、人体工程学和耐撞性的角度来看，一种设计可能需要六次或更多的调整才能达到完美的模具。但消息人士称，马斯克从一开始就希望找到一种方法，将车身底部整体铸造，尽管存在风险。
为了克服这些障碍，特斯拉求助于用3D打印机用工业砂制作测试模具的公司。使用数字设计文件，被称为粘合剂喷射器的打印机将液体粘合剂沉积在一层薄薄的沙子上，并逐渐建立一个模具，一层一层，可以压铸熔融合金。根据一个消息来源，砂型铸造的设计验证过程的成本是最低的，即使有多个版本，也只有金属原型的3%。
这意味着特斯拉可以根据需要对原型进行多次调整，使用Desktop Metal及其子公司ExOne等公司的机器，几小时内就能重新打印出一辆新原型。其中两位消息人士表示，使用砂型铸造的设计验证周期只需两到三个月，而金属模具原型则需要6个月到一年。
特制合金
汽车车底的副车架通常是中空的，以减轻重量并提高耐撞性。目前，它们是通过冲压和焊接多个零件在一起，在中间留下一个空白。为了铸造带有空心的子框架，特斯拉计划在整个模具中放置由粘合剂喷射器打印的固体砂芯。一旦零件被铸造，砂子被移除以留下空洞。
但是，尽管在设计过程和大型框架的复杂性方面实现了更大的灵活性，但仍有一个主要障碍需要清除。用于生产铸件的铝合金在砂型和金属模具中的表现不同，经常无法满足特斯拉的耐撞性和其他属性标准。
三位消息人士称，铸造专家通过配制特殊合金、微调熔融合金冷却工艺，以及生产后的热处理，克服了这一问题。一旦特斯拉对原型模具感到满意，它就可以投资最终的金属模具进行大规模生产。
消息人士称，特斯拉即将推出的小型车为其打造一个完整的电动汽车平台提供了一个绝佳的机会，主要是因为它的底盘更简单，特斯拉正在开发的一款小型汽车——一款是供个人使用的，另一款是自动驾驶车型——前面和后面都没有很大的“悬挑”，因为没有太多的引擎盖或后行李箱。
然而，消息人士称，如果特斯拉决定将车身底部铸造成一个整体，它仍然需要决定使用哪种巨型压铸技术，而这种选择也将决定汽车框架的复杂程度。知情人士表示，为了快速冲压出如此大的车身部件，特斯拉将需要新的更大的千兆压铸机，其夹紧力将达到1.6万吨或更高，这将带来高昂的价格，并可能需要更大的厂房。
五位消息人士中有三位表示，压力机使用高夹紧功率的一个问题是，它们无法容纳制造空心副框架所需的3D打印砂芯。知情人士表示，特斯拉可以通过使用一种不同类型的压力机来解决这些障碍，这种压力机可以缓慢地注入熔融合金——这种方法往往可以生产出更高质量的铸件，并且可以容纳砂型芯。
但这个过程需要更长的时间。其中一名知情人士表示:“特斯拉仍然可以选择高压来提高生产率，也可以选择慢速合金注入来提高质量和多功能性。在这一点上，这仍然是一个掷硬币的决定。”
