中国做到了世界第一 特斯拉 小米抢着用的压铸机

在最新的赛博越野旅行车Cyberturck上,特斯拉采用了9000吨级别一体压铸技术。

不久前的小米汽车技术发布会上,雷军也着重介绍了9100吨超级大压铸机。

雷军介绍9100吨超级大压铸机

这比特斯拉的9000吨压铸机,还多了一丢丢。

新能源车企表面上在卷配置,背地里早就在卷制造工艺了。

大压铸机,无疑是汽车制造的“大国重器”。

中国,如何做到了世界第一?

2022年底,特斯拉宣布将应用9000吨级的大吨位压铸机Giga Press生产皮卡/SUV车型的核心部件。

特斯拉扇动了第一下翅膀,随后,一场争抢大压铸机的风暴到来了。

各大造车新势力纷纷下场。

去年,问界对标9000吨大压铸机,小米直接以9100吨赶超。

这个“超级大压铸”成为世界第一还不到48小时,小鹏宣布其采用的12000吨一体压铸才是全球第一,并且提前打出后手明牌——将研发更大的16000吨级大压铸机。

小鹏12000吨一体压铸机

后者已于今年2月落地。

哪吒汽车也不示弱,联手某科技公司共同研发超20000吨一体化压铸机。

奇瑞汽车紧跟其后,要打造全球首个超万吨双压射成型工艺的大压铸机。

苹果手机曾经的bigger than bigger在新能源汽车赛道变成了现实,车企眼中的压铸机,没有最大,只有更大。

车企对压铸机的执着何以如此疯狂?

实在是因为好处太多了。

首先,当然是提高生产效率。

大压铸机能够一次性制造出更复杂的大型部件,从而减少传统冲压和焊接所需的多道工序和时间。

其次,是能降低成本。

一体成型技术减少组件,减轻重量,也减少组件之间的连接点数量。

比如问界M9在9000吨压铸机的作用下,将222个零部件压铸成10个集成零件。

这意味一体化压铸车间只需要很少的操作工人,工厂占地面积也因生产流程简化而减少。

这些都大大降低了制造成本。

还有,一体化压铸使用的铝合金材料可以反复熔炼,提高了材料的回收利用率,与传统冲压件相比,材料利用率可达90%以上。

比如极氪009采用一体式压铸出整车中段的蜻蜓结构,相较传统焊接可减少零件16个,减少连接点66处,实现整车7%的减重。

对应到后续座椅的安装,刚度平均提升18%。

一体化压铸技术使汽车更轻、更强、更安全。

极氪009中段的蜻蜓结构

降本增效,省出来的都是纯利润,对股东有所交代;降低车价增加竞争力,在价格战的血红一片中杀出一条血路活下去,对企业有所交代。

换谁当车企老板,都会光速拥抱大型压铸机。

压铸机的好处还不止于此。

一体化压铸件整体受力更均匀,可提供更好的车身刚性和安全性,提升产品性能。

同时,铝合金部件有助于车身轻量化,进而提高新能源汽车的续航能力。

更安全更好用的车,这对消费者也有所交代。

一体化压铸还减少了工艺流程中需要管理的零部件数量,优化了物流和库存管理,简化供应链管理。

大压铸机的应用推动了新材料、新工艺的开发,如免热处理材料的使用,进一步提升了生产效率和产品性能。

新能源汽车行业的供应链管理和产业研发相关人员,也会拍手称快。

真是牵一发而动全身。

越大越好,大压铸机,正在重塑了汽车制造行业。

让新能源汽车竞相追捧的大压铸机,已经有两百多年历史了。

最初,压铸机是用来制造活字,搞印刷用的。

19世纪初,世界印刷业大发展。

1805年,美国人Elihu White 和William Wing发明了早期的铸字机。

半个世纪后出现的热室压铸机,虽然主要还是生产活字,但却标志着压铸技术“黄金时代”的开始。

19世纪中叶的压铸机

热室压铸机结构简单、操作方便、生产效率高,被广泛应用于低熔点合金的压铸,压铸机的用途大大拓展,开始在各行各业生产些金属小零件。

到20世纪初,随着应用领域不断扩展,对高熔点合金的压铸需求增加,这让冷室压铸机有机会发展起来。

冷室压铸机适应性广、压射压力高、易于实现自动化生产,在汽车、摩托车、3C产品等领域应用更加广泛。

再后来,镁合金压铸机和半固态镁合金压铸机也开发出来,专门用来处理镁铝合金等特殊合金的压铸。

直到今天,主流的压铸机大致就是这四类了。

虽然分类不同,但压铸机的原理大致相同,都是由合模机构、压射机构、液压系统和电力控制系统等各部分组成。

工作状态下,熔化的金属在高压作用下,高速填充至模具型腔内,在压力下凝固成所需的铸件。

半固态镁合金压铸机工作原理

压铸机除了在汽车行业大显身手,还在包括家电、医疗、光伏、机电、工具、建材等领域发挥着作用。

像手机、笔记本、数码相机、平板电脑这些数码产品的中框、外壳这些合金制品,就是用铝合金、镁合金这些软质金属材料经压铸后再精密机械加工而成。

在航空航天领域,由于铸件结构组件需要同时满足高强度、轻量化和高耐腐蚀性等要求,超大型压铸机的优势正好与之匹配。

比如,某航空公司开发的新一代短程客机的旋转翼翼梁,就是在超大型压铸机中生产出来的,重量轻、刚度高、造型美观、安全性高。

民航客机使用的压铸件

从国计到民生,大压铸机妥妥的大国重器。

中国压铸技术的应用起步较晚。

20世纪50年代,我国第一台国产全液压传动的冷室压铸机问世。

如今的冷室压铸机

上世纪80年代,借助改革开放的东风,以及五金、摩托车、手表等产业的快速发展,压铸生产企业迎来广阔的发展空间。

发展早期,由于部分高端压铸机及其相关配套技术仍然把控在德、日、美等国手里,中国的高端压铸产业一度被“卡”了脖子。

随着对科技创新和高端装备制造业发展的重视,通过自主研发和技术创新,我国逐步解决了压铸机核心部件的研发和制造难题。

去年10月,南方科技大学和桂林桂冶机械股份有限公司联合研发的中国首台真三轴六面顶液压机,在桂林经开区宝山高端装备制造产业园正式下线,打破了外国技术封锁。

真三轴六面顶液压机安装时的场景

免热处理的铝合金材料的研发成功,也打破了国外垄断,提高了材料的延伸率,降低了成本。

再加上高质量铸件、数字化智能化、绿色铸造等技术的协同发力,中国压铸机在设计水平、技术参数、性能指标、机械结构等核心技术领域处于国际前列,市场竞争力显著,对外部技术的依赖很低,压铸机产业链更安全。

有核心技术做基础,加上新能源汽车产业的蓬勃发展,最近两年我国压铸机的吨位持续刷新纪录。

早先汽车领域就用到很多压铸的合金部件,比如引擎缸体、汽车变速箱壳体等复杂铝合金零部件就都是压铸而成,但传统汽车上的铝铸件所使用的压铸机吨位基本都小于4000吨。

新能源汽车的快速崛起,对轻量化、高性能压铸件的需求不断增长,直接推动了大型压铸机的发展。

为满足新能源汽车对压铸的需求,各压铸机企业也不遗余力地推陈出新,压铸机的吨位也越来越大。

目前,世界上具备6000吨以上超大型压铸机制造能力的设备商屈指可数,分别是力劲集团、瑞士布勒、海天金属和伊之密。

除瑞士布勒之外,其余三家都是中国企业。

2022年,力劲集团子公司意大利IDRA制造出当时最大的GIGA PRESS 9000T超大型压铸机,向特斯拉得克萨斯州工厂交付使用。

去年,特斯拉又向力劲集团订购了三台9000T超大型压铸机。

同年,力劲还向沃尔沃提供了两台9000T超大型压铸机。

特斯拉订购的GIGA PRESS 9000T超大型压铸机

目前,全球最大的量产压铸机,应该是小鹏与力劲联合研发的16000T一体化压铸机。

一体化压铸技术的国产化大大加快了大型压铸机的普及,并促使压铸机行业与上下游产业形成紧密又完整的产业链。

你中有我的相互扶助,让技术进步更上一层楼。

今年2月,我国自研的“一体化压铸整体解决方案”由中信集团旗下中信戴卡公司成功落地。

该方案可将98个汽车零部件高度集成设计,一次性完成生产加工。

通过该方案生产的重载集成铸件车架,自重更轻,承载能力更强。

已投产的中信戴卡一体化压铸项目

当然,与瑞士布勒、德国富来、日本东芝等老牌资本主义国家的压铸机技术相比,我国压铸机仍有提升空间。

首先是软件,目前国产部分高端压铸机的控制系统、精密液压系统仍然需要进口。

其次是相关基础科学的底蕴,新材料、智能化、自动化以及能效管理等方面的技术积累,我国与最先进的技术依然存在差距。

最后是品牌价值,中国压铸机想要真正走向国际市场,品牌影响力与国际市场占有率也是必须迈过的坎。

想迈过这道坎,最强的助力来自国产新能源车。

前面提到的哪吒汽车联手力劲研发的20000+吨位压铸设备,可实现史无前例的B级车底盘制造等更大尺寸的一体化压铸,这将打破行业纪录。

到那时,造一个滑板底盘也就是一两分钟的事。

大压铸机是真正的大国重器,代表未来工业的发展趋势,将大范围地替代现在的冲压焊接工艺,优化工业化效率和质量。

中国压铸技术迭代更新,不仅促进了我国大型压铸机开发与制造,还提升了中国制造水平。

未来,一定还有吨位更大、性能更好的中国大压铸机横空出世。


我国制造业连续十一年世界第一,产生这样的原因是什么?

随着科技的进步和社会的发展,我国制造业水平连续十一年夺得世界第一,可见我国制造业发展的竞争力显著提升,工业实力也越来越强。

改革开放四十多年来,我国的生产力水平逐年提高,制造业水平也在世界范围内一步一步前进着,直到走向世界第一,并连续十一年世界第一。能取得如此让人羡慕的成绩,离不开每一个国民的努力,随着高新科研技术的发展和进步,我国的制造业水平还会再上一个新的台阶。

一、我国工业实力显著增强

中国能够成为世界上第一制造大国,与我国工业发展的实力增强密不可分。长期以来,我国的工业发展一直都保持着较快的增长,我国制造业的发展在世界中经济中的占比也在持续的扩大,推动了我国的经济在世界范围内的位次不断向前。中国是人口大国,制造业的发展不仅解决了大量人口劳动力的问题,还着实扩大了制造业的企业规模,让中国的工业实力越来越接近直至超过世界上一流的水平。

二、我国制造业产品的国际竞争力显著提高

随着进出口贸易的发展,我国的出口总值在四十年见发生了巨大的变化,1980年还仅在世界的第26位,直到2009年首次跃升到全世界第1位,这其间,中国的发展所取得的巨大进步是难以言表的。同时,我国的工业产业结构也在加紧步伐向中高端水平进阶,国际竞争力的提高有助于我国先进制造业的发展与提高。一个企业能够在国际范围内保持自己的竞争力,是其发展的重要基础,我国制造业也正在秉承原有的勤劳和刻苦的精神,并以此为根本,继续激流勇进,向世界人民昭示中国先进制造业的发展能力和担当。

中国是人口大国,中国人民在过去的几十年间经历了太多的磨难和挫折,所以我们比世界上任何国家都更知道珍惜一个好的时代的来之不易。中国的发展是迅速的,我们用几十年的时间追上了西方大部分国家几百年的工业制造业发展,可见这份成功有多么的来之不易。希望未来我们的中国不仅要继续提高先进制造业的发展水平,还要能够自主研发先进的科学技术,研发和生产出更多高精尖的产品出来,不仅可以更好的服务于我们国民的生活,还能更高的向世界宣布今天的中国于以往大不相同,这只睡狮要雄起了。

28次提及保时捷,小米SU7要做年轻人的第一辆保时米?

12月28日,距小米官宣造车的第1003天,小米汽车在北京举办首场发布会,雷军在这场发布会上没有公布万众期待的价格,但含金量依旧很高。整个发布会,雷军多次提到全球第一,同级最好,尤其28次提到保时捷,加上Taycan更是足足有40多次。

雷军在开场就表示:“小米汽车的目标,是打造媲美保时捷和特斯拉、汽车工业新时代的梦想之车。”

余承东喜欢在发布会上拿BBA当背景,而小米SU7的对标对象显然要选的更高,这也注定了小米SU7不会像手机一样走性价比路线。人们都期待小米还能像12年前那样拿出震撼行业的1999,,但雷军表示:“不要再讲9.9万了,不可能的,也不要再讲14.9万,我们还是要尊重科技。”

雷军并非口若悬河,他的自信正是来自于小米的技术优势和自研能力。“晚有晚的好处,我们的技术起点比较高。”雷军说道。

在发布会上,雷军介绍了小米在电机电控、一体化压铸、自研电池技术等领域的成绩,以及小米SU7的设计和生态优势。这些信息,都足以让人们见识到对小米造车的认真和投入

五大自研,实力拉满

科技公司入场造车,在起步阶段通常在基础的机械、三电能力方面相对薄弱。比如华为从SF5到问界M5、M7都是基于东风小康的车型改造而来,直到今年才全栈替换为华为零部件;网络入场时则选了和吉利合作,用的是吉利的SEA架构。

但小米选择了自研,这1000多天,小米自己研发了整车平台、三电、智舱、智驾和压铸集群。

电机:小米推出了两种电机,命名上致敬燃油发动机,分别是V6和V6S。V6采用400V架构,最大功率299马力,最大扭矩400Nm,V6S则是800V架构,374马力,500Nm。台电机最大的亮点是rpm的转速,超过了特斯拉Model S Plaid和保时捷Taycan Turbo。这两款电机都会搭载于小米SU7之上,其中四驱版将使用V6+V6S的组合,加速性能超过保时捷Taycan Turbo。

小米另外推出了一款V8S电机,该电机使用了AI技术来优化结构设计,并使用了屈服强度达到960Mpa的高强度硅钢片,而传统电机硅钢片为450Mpa。

更强的硅钢片可以防止转子在高转时爆裂,赋予双向油冷带来的散热提升,V8S的参数来到了rpm,578马力、635Nm。在没有使用碳纤维转子包裹的前提下就做到了,避免了碳纤维包裹导致的效率降低。而使用碳纤维包裹的小米电机已经在实验室做到了rpm。

为什么要卷转速?电动车没有变速箱,车速与电机转速正相关,但很多电机在高转时会因为高温要出现扭矩下降,导致极速较低,而高速电机可以在高速行驶时提供更好的动力储备,这也是华为、小米、特斯拉、极氪都在卷转速的原因。

电池:小米SU7将采用了CTB车身电池一体化技术,电芯是宁德时代提供的麒麟电芯,采用800V架构,同时使用双大面液冷、侧面气凝胶和电芯倒置技术来保证安全性。

一体压铸:小米SU7将采用一体式压铸后地板,这一零部件来自于小米定制的压铸机锁模力可以达到9100吨,超越特斯拉Cybertruck的9000吨和Model Y的6000吨。更高的吨位意味着小米可以一个部件上集成更多的结构,小米SU7的后地板做到了72合一,同时耐久性达到200公里,噪音降低2分贝,焊点减少840个 重量降低17%。针对大压铸导致的高维修成本问题,小米设计了三段式防撞结构,在中轻度碰撞时可以保护大压铸件不受到破坏。

值得一提的是,不同于其他车企采购外部的压铸材料,小米自研了多元材料AI仿真系统,进行了1016万次模拟仿真实验,最终筛选出兼顾强度、韧性和稳定性的小米泰坦合金,这也让小米成为了国内唯一拥有可量产自研大压铸材料的汽车厂商。

智舱、智驾:软件是小米华为这种科技公司的强项,在华为鸿蒙深度改写座舱智驾体验之后,小米也杀到了这个领域。

小米SU7将搭载澎湃OS系统,UI/UE、操作逻辑和鸿蒙OS、魅族FlymeOS相差不多。最大的亮点还是小米生态的闭环正式完成,米家智能家居可以直接上车,小米平板可以通过磁吸接口成为了车载娱乐、控制的部分,小米手机可以和车机无缝流转等等都是。有意思的是,在其他车企想尽办法淘汰carplay,小米SU7竟然还无线Carplay。小米做车机和做手机的思路很像,用户需要的都尽量给到,就像小米手机至今仍然保留着红外线控制的功能。

而在智驾方面,小米也有,小米SU7将搭载Mi Pilot智驾系统,支持高速和城市道路的高阶领航智驾。在技术方案上,Mi Pilot可变焦BEV、高精度占用网络技术等技术,在方案上完全跟得上华为、小鹏这些一线选手的节奏,雷军也表示:“小米要在2024年成为智驾第一梯队。”

摩德纳平台:Modena是一座意大利北部城市,它因为是法拉利和兰博基尼的总部所在地而闻名,小米也因此用了这个名字,寓意是成为一个让人向往的汽车品牌。摩德纳平台的设计从100项“第一、唯一、最”出发,以确保整体的安全、效率的技术领先性。上述我们介绍的技术基本都会搭载于摩德纳平台和小米SU7上。

首战即决战

雷军曾在致员工内部信中陈述了小米在汽车制造方面的优势:

1、小米集团具有强大的品牌力和庞大的用户群;

2、公司现金流资源充裕;

3、小米集团对于基于硬件的互联网服务商业模式具备深刻的理解;

4、公司持续加大对汽车业务的投入,具备汽车可应用的技术能力;

5、集团战略“人车家全生态”,小米集团具备多元化的生态系统,统一 MIUI、Vela、Mina、车机 OS 四个系统的软件架构。

从这场技术发布会来看,小米也充分发挥了这些优势。

这场技术发布会讲到的技术细节非常多,这篇文章也只是说了个大概。这样一场慢慢三个小时的干货发布会,不仅没有让人感觉沉闷冗长,反而让人不断的惊叹于小米的技术储备之深。更早的时候我去体验小米SU7也是同样的感觉,这样的一台各个方面都有亮点的车型,竟然出自一家第一次造车的企业。

雷军否定了9.9和14.9万的定价,反而让人更加相信SU7会卖19.9万。如此来看,小米SU7是一款标准的532车型(即5米车长、3米轴距,20万级售价)。这是一个曾经Modle 3一枝独秀、如今挤满了竞品的细分市场。

目前,532市场有Model 3、比亚迪汉、极氪007、小鹏P7、智界S7,阿维塔12、蔚来ET5、星纪元ES等等实力选手,而和他们对比,小米SU7完全有媲美,甚至超越的实力。

更重要的是,小米造车拥有强大的用户基础、品牌影响力、强大的米家生态、丝毫不弱于华为的软件能力和遍布全国的渠道网络。国金证券预测,小米SU7竞争力凸显,小米自身科技属性与爆款车型特征相耦合,生态、流量共振下有望复刻华为系成功,顺利带领小米进入到新的发展阶段。

但是也必须坦言,小米造车比华为更难,难就难在生不逢时。

不同于华为、网络、蔚小理这些造车四五年、甚至更久的品牌,小米造车入场太

特斯拉的造车工艺,又前进了一大步

文 | 黄天然

这是一个单体压铸车身构件,重达130公斤,造型结构复杂,由6000吨级压铸机Giga Press一体压铸成型。

近日,德国压铸专家阿克塞尔·图尔克在Linkedin上分享了这张来自得州超级工厂的图片,并祝贺特斯拉的工程师们成功制造出了 汽车 行业前所未有的巨型铸件。

“那些拿着国家扶持,傲慢且大腹便便的德国 汽车 制造商们,可能会因此从他们的高头大马上跌落下来。”图尔克兴奋地写道。

从图尔克公布的照片看,这个单体铸件就是特斯拉在去年9月电池日上展示的Model Y前车架底部构件。

当时,马斯克称特斯拉研发了一种新的底盘结构,整个底盘结构主体,由前、后两部分的单体压铸车身构件,和一体式的底盘集成电池包组成。

这一灵感来自航空航天领域——飞机制造商制造油箱形的机翼,而不是内部有油箱的机翼。

通过结构创新,Model Y可以减少370个零部件,在减重10%的同时提升14%的续航。

去年,特斯拉已经实现了Model Y整个后部车体(包括防撞钢梁在内)的一体压铸成型,成功将70个零件整合成了2个。

而随着一体成型前车架底部构件曝光,意味着马斯克离直接铸造整个白车身的终极目标又近了一步。

我们知道,传统车企造车,通常走冲压、焊接、涂装、总装的工艺流程,白车身由一大堆冲压件焊接而成。

马斯克为了简化造车流程,却提出要像造火柴盒合金玩具车那样,利用压铸工艺,直接铸造整个白车身。

压铸,是一种金属铸造工艺,原理类似于注塑成型,对融化的金属施加高压,注入模具铸造出需要的零部件形状。

该工艺多用于铝合金车身制造,凯迪拉克、宝马、奥迪等车型都采用过铝合金铸件,但从未造出过像Model Y上那么大的铝合金车体铸件。

特斯拉早前申请的压铸机专利显示,未来特斯拉的车身由5块压铸件组成、底盘则由3块压铸件组成,一辆车仅8块构件。

这便意味着特斯拉超级工厂未来无需管理大量的白车身冲压件,简化了焊接涂胶等工艺环节,可以大幅降低制造成本,缩短车辆下线时间。

此外,传统冲压工艺会产生大量废品残渣,Giga Press可以像造玩具车那样回收废料,原材料利用率几乎达到100%。

一体式压铸件还可以通过减重提升车辆续航能力,增加防撞梁作用面积,提高车身刚性,将碰撞安全性提高20%以上。

没有过多冲压件的拼接,车身构件的质量一致性也得到了保证。

因此,马斯克一直声称,这将会是“ 汽车 车身工程的一场革命。”

目前,特斯拉至少已有14台巨型压铸机,分布在世界各地的工厂里。

其他车企很难复制特斯拉的这一创新。

压铸机和压铸模具非常昂贵,没有规模效益很难分摊成本,可是目前只有特斯拉一年能卖出几十万辆钢铝混合车身 汽车 。

再者,Giga Press由特斯拉和压铸机厂商联合定制,特斯拉深度参与了软硬件设计制造,别人买得到机器,也买不到技术配置。

最关键的是,特斯拉的铝合金材料是独家配方,没有这种材料,Giga Press也造不出这么大的铝铸件。

早在2016年,特斯拉就挖来了苹果合金专家查尔斯·柯伊曼,同时领导特斯拉和Space X的材料工程团队,有了材料创新,才有了工艺创新。

答案其实很简单,因为无论一度接近破产,还是一次次卷入舆论旋涡,特斯拉从未停下创新的脚步。

这种创新,还不是站在前人肩膀上的修修补补,而是从第一性原理出发,足以重新定义整个行业的颠覆性创新。

今天,你其实很难绕过特斯拉,去谈一些新技术、新材料、新工艺在智能电车场景的落地应用。

这也是特斯拉为什么总是充满争议的一部分原因。

没有争议的创新,大概也称不上创新。

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