【工艺】第三方视角看“特斯拉一体铸造车身技术”
本套“汽车工程专业系列丛书”涵盖汽车制造系统和质量、汽车动力总成、汽车材料及轻量化、车身耐久性、汽车安全仿真与优化、汽车系统控制及其智能化、汽车尾气排放处理与二氧化碳减排等多个方面的内容，涉及汽车轻量化、安全、环保、电子控制等关键技术。本书适合高校汽车专业的学生和从事汽车轻量化工作的工程师，以及所有对汽车轻量化感兴趣的人参考。
去年，国外媒体爆出了特斯拉正准备对Model Y的生产方式“大动刀”，“手术”后的Model Y将采用一体铸造车身。那么这个一体式铸造车身到底是什么，短期内会不会真的采用，采用这样的车身对于我们车主来说有何影响？Model Y的“一体铸造”真的会实现吗？
去年早些时候，特斯拉CEO埃隆·马斯克曾表示，特斯拉将在Model Y车型上使用铝铸车身设计，以代替现有的钢铝混合车身。通过此举，可以将Model Y现有车身上的70个分离部件变为1个整体部件。
早在2018年年初，特斯拉就将“用于车辆框架的多向一体式浇铸机及相关方法”报送世界知识产权组织（WIPO）。
1
制造工艺
● 我们首先来了解一下，现如今的车身结构采用的是何种制造工艺。
目前国际通用的汽车制造流程一般为：冲压、焊接、喷涂、总装，所以汽车的车身结构主要是通过事先冲压完成的冲压件焊接而成。一般而言，车身焊点总数大致在1500-6000个之间。
2
焊接工艺
● 为何目前车辆制造普遍采用焊接工艺？
首先，车辆是由多种不同材料组合而成的。现如今车辆的白车身是根据安装位置与性能要求选择合理且经济的材料，其中使用最普遍的是高强度钢材，还有部分高档车型采用了高强度铝合金甚至碳纤维加强金属材料。所以，要拼接起数种不同的材料就需要焊接（个别位置采用铆接等其他工艺）。
值得一提的是，从图中我们可以很直观的看到，超高强度钢材主要用于车辆前部与两侧，后部相对而言要少一些。其实这并不是某一款车的特例，而是现如车企的通用做法。所以，我们也就不难理解为何发生较为严重的追尾事故时，大部分被追尾车辆的往往要比肇事车辆“惨”的原因了。
其次，焊接的成本较低，速度较快。在汽车流水线生产的过程中，降低加工时间才可以增加生产效率，采用焊接机器人可以在几分钟内就完成整体车身的焊接。
3
更换车身制造工艺的原因
● 在车身焊接技术如此成熟的今天，为何特斯拉还要更换车身制造工艺？
首先，尽管机器人焊接可以实现较高的成功率，但是还是无法避免出现虚焊、漏焊、焊偏、焊穿等问题。如果出现了这些问题，就需要将车身进行再加工，符合要求后才可以进入下一道工艺，这个过程势必会浪费时间，降低生产效率。
再者，虽然目前有些车企的自动化焊接率已经超过了99%，但是依然有部分位置机器人无法完成焊接，此时就需要人工进行补焊，此过程同样会降低生产效率。
最重要的一点就是，特斯拉并非传统造车企业，它没有足够的工厂来支撑暴涨的订单，所以唯一办法就是让现有工厂尽可能提升生产效率，而采用“一体铸造车身”除了可以减少车辆制造时间，还可以降低运营成本、生产线设备数量、工厂占地面积等。
4
“一体铸造车身”
● 为何全球其他厂商不使用“一体铸造车身”？
目前，已经有部分传统车企在零部件加工的过程中，采用铸造工艺以降低零件数量，提升整体性，但是提出车身全部铸造的，唯独只有特斯拉一个，这其中原因就是目前一体铸造车身的缺点太“致命”。
第一，车身的精度要求问题。目前主流的轿车车身误差要求是控制在±1.5mm范围内，部分高端车型更是要求误差控制在±1mm内，而采用大型铸造工艺很难达到这一精度要求。
第二，车身骨架结构位置强度要求较高。如今在车辆的A、B柱等位置，车企通常采用超高强度的材料，以求在发生事故时保护车内乘员生存空间，而铸造材料容易出现气孔、裂纹、缩孔和缩松、冷隔等问题，同时还容易出现应力集中的现象。不论是以上哪种情况，都势必对车身强度造成严重的影响，导致无法良好的保护车内乘员。
第三，替换性极差。如果采用传统的冲压件焊接工艺制造，在车辆后期维修时，我们可以更换相应的冲压件、分总成甚至是总成，但是如果采用一体铸造车身，那将只能更换整体车身，这显然是不现实的。
就事实而言，琐碎的零部件的确会影响车辆的制造效率，虽然近几年有很多车企致力于提升零件的集成化，但是似乎在车身上没什么进展。以目前Model Y制造情况来看，短时间内Model Y必将延续传统的造车工艺，而距特斯拉理想的“一体铸造车身”实现，还有很长的路要走。所以“一体铸造车身”到底是噱头还是实锤，相信大家心里已经有了答案。
说明：来源汽车材料网，由干货小Q整理，转载请注明出处【智享汽车新材料】，如涉及版权等问题，请您告知，我们将及时处理。