特斯拉的一体化压铸技术：如何用3D打印创造平价电动汽车？

  ，这家以创新和颠覆为名的电动汽车制造商，不仅以其产品高性能、高智能和高环保而著称，还因其独特的设计美学和品牌吸引力而备受瞩目。特斯拉的愿景是推动电动汽车的大规模普及，为此，他们一直在不断探索新的技术和工艺，以减少相关成本、提高效率并优化性能。

  近来，外界传来消息称，特斯拉在一体化压铸技术方面取得了巨大突破，这将成为实现特斯拉未来十年计划中生产数千万辆平价电动汽车并实现盈利的重要的条件。通过这项突破，特斯拉不再仅仅压铸约400个零部件，而可以将电动汽车几乎所有复杂车身底部零件整合成一个整体。这一技术的核心是特斯拉所谓的“开箱工艺（Unboxed Assembly Process）”组装系统，该系统旨在支持低价车型的生产，预计能够将电动汽车的生产所带来的成本降低50%，并将工厂空间需求减少40%。

  那么，特斯拉究竟是怎么来实现这一技术突破的呢？其关键要素涵盖了三大技术：3D打印、工业用砂和定制合金。

  3D打印是一项技术，通过逐层堆叠材料来构建物体，基于数字模型文件。3D打印已经大范围的应用于多个领域，如医疗、航空和建筑等。在汽车制造领域，3D打印也发挥着及其重要的作用，能够适用于制造复杂的零部件、原型模型和各种工具。

  特斯拉运用3D打印技术来制造测试模具，这在一体化压铸过程中是至关重要的。相对于传统的砂型铸造流程，引入砂型3D打印机取代了传统的制模、造型、制芯工艺，大幅简化了工艺流程，减少了对工艺师傅技能的依赖。此外，砂型3D打印机还能够打印更复杂的砂型和砂芯，为设计师提供了更大的创造自由。传统上，一旦大型金属测试模具制作完成，每次需要机械加工的调整可能会花费高达10万美元，完全重新制作模具甚至有可能耗资150万美元。

  整个大型金属模具的设计过程常常要高达400万美元。这使得大多数汽车制造商望而却步。然而，特斯拉通过与使用3D打印和工业用砂制作测试模具的公司合作，通过数字设计文件，通过喷涂粘合剂将液态粘合剂沉积到薄薄的砂层上，逐层构建出能够适用于压铸熔融金属的模具。有消息称，即使多次调整，砂型铸造的设计验证成本也仅相当于金属原型的3%，这在某种程度上预示着特斯拉能够准确的通过需要多次调整原型，几小时内重新打印新的原型。这不仅在成本上具备优势，还缩短了设计验证周期，从原本需要6-12个月的金属模具原型减少到了2-3个月。

  工业用砂是一种用于工业生产的各种砂类材料，包括铸造用砂、建筑用砂和玻璃用砂等。工业用砂的主要成分是二氧化硅，具有高温耐受、耐酸碱、耐磨损等特性。

  特斯拉在一体化压铸中使用工业用砂来制作3D打印的砂型和砂芯，这些组件在压铸过程中发挥着及其重要的作用。它们可承受高温熔融金属的侵蚀，并保持形状的稳定性。此外，它们能轻松地在压铸完成后被移除，而不会对铸件造成任何污染或损坏。尤其是在制造空心副车架时，特斯拉计划在整个模具内部放置由粘合剂喷射机打印的实心砂芯。完成零件的压铸后，这些砂芯将被移除，留下空腔。这一方法的好处在于能够更好的降低零件的重量并提高其耐用性。由于3D打印技术的灵活性，可以打印出各种形状和尺寸的砂芯，以此来实现更复杂和优化的设计。

  定制合金是一种根据特定应用需求和性能要求做定制的合金，能够最终靠改变合金成分或添加其他元素来实现。定制合金可提升合金的强度、韧性、抵抗腐蚀能力、导电性等特性。

  特斯拉在一体化压铸中采用了定制合金来制造车身底部零件。这是因为传统的铝合金用于铸造的性能在砂模和金属模之间有差异，难以满足特斯拉对耐用性等标准的要求。因此，铸造专家们通过制作定制合金克服了这一问题。定制合金的优点是最大限度地发挥了材料性能，不再受制于标准化的材料选择。它还能够准确的通过不一样的部位的功能需求来做差异化设计，以此来实现更均衡和高效的结构布局。

  总而言之，特斯拉通过运用3D打印、工业用砂和定制合金等技术要素，实现了一体化压铸车身底部零件的技术突破。这一突破不但可以降低电动汽车的生产所带来的成本和工厂空间需求，还能提高电动汽车的性能和质量。特斯拉计划利用这项技术来生产两种小型汽车，一种供个人使用，另一种用于Robotaxi。这将有利于特斯拉实现生产平价电动汽车的目标，为电动汽车市场带来新的竞争力和活力。

  特斯拉的一体化压铸技术是一项革命性的创新，彰显了他们在电动汽车制造领域的领头羊和前瞻性。特斯拉不单单是一家汽车制造商，更是一家技术公司，不断探索新的可能性，为人类的出行方式带来了新的变革。