此時此刻，上海臨港特斯拉工廠，超過660攝氏度的液態(tài)鋁合金，在6000噸壓力下被注入模具。幾分鐘之前是一攤鋁水，幾分鐘之后模具打開，已經(jīng)是一具成形的Model Y一體式后車身底板。

這是汽車歷史上第一次，大規(guī)模批量生產(chǎn)如此尺寸的壓鑄鋁合金部件。從2021年初至今，僅在中國特斯拉就已交付了超過13萬輛Model Y，每一輛的后車身底板都是壓鑄一體成型的。

壓鑄部件的位置和規(guī)模

正在生產(chǎn)的Model Y只是個開始，去年特斯拉在電池日高調宣布了一系列新技術，其一便是壓鑄成型的前車身+后車身（目前只有后車身為壓鑄）。配合新的CTC電池包，整體可以實現(xiàn)減重10%、續(xù)航增加14%、減少370個零部件，不妨換算一下應用這些技術的新Model Y會有何等表現(xiàn)？

今年上半年，德克薩斯州的特斯拉工廠開始試制壓鑄前車身；不久后德國柏林生產(chǎn)的Model Y，將是擁有4680電芯、CTC電池包、前后壓鑄車身的“完全體”。

壓鑄前車身+CTC電池包+壓鑄后車身

德州工廠生產(chǎn)的Model Y壓鑄前車身

車身，或者說白車身結構（body in white），是直接定義一輛汽車“身份”與“使命”的關鍵和根本。這一點本胡天天睡覺做夢都在念叨，新來的朋友不妨跳轉《為什么我一定要你關心“車殼子”？》。

部分車身采用壓鑄一體成型，好處在方方面面：生產(chǎn)效率更高、成本更低，車身重量更輕、剛度更高。落到俺們消費者身上，就是車價可以更便宜（只是“可以”，下同）、續(xù)航可以更長、舒適性可以更好、操控可以更強……

今天國產(chǎn)Model Y能賣到28萬元起，可能就靠后車身采用一體壓鑄，成本省掉了那么幾百幾十幾塊幾毛幾——可千萬別嫌少。要知道在主流民用車價位，多三位數(shù)人民幣是足以讓廠商打碎了牙往下咽的。

要明白壓鑄一體成型怎么個好法？我們得談談車身是怎么造出來的了。

從沖壓焊接，到一體壓鑄

眾所周知，車身的主要材質是金屬。要將金屬原料加工為車身部件，常規(guī)的做法是沖壓成型。沖壓，白話講就是把金屬板材放在預先設計好的模具上，擠壓成模具規(guī)定的樣子。跟月餅模子差不多，只不過這個“月餅”只有最上面的薄薄一層（板材）。

不過標題中的“壓”并不是指沖壓這個“壓”。

無論多么復雜的沖壓設計，部件終究是從板材（面）或型材（管）得到的，不大可能直接得到一個非常立體的結構——完整的車身可是一個大型立體框架。所以這些沖壓件要進入到焊接車間，彼此“拼”成一整個車身。

或者，還有另一種辦法。

不直接利用金屬原料，而是將金屬加熱到熔融狀態(tài)，然后“趁熱”將液態(tài)金屬澆入模具中，等金屬冷卻固化，就得到了符合模具形狀的零件，這就是鑄造。壓鑄是鑄造中的一類，靠高壓強制驅動原料進入模具，可以用來制造較為復雜的精密零部件。

白話講，就是把金屬化成水，然后用“注射器”打進模具里，“放涼了”拿出來就是固態(tài)成品——基本原理就這么簡單。因為是有動力擠壓（壓鑄），所以模具可以做得復雜一些曲折一些，熔融金屬依然能比較好的填充整個模具。

壓鑄其實常有

其實壓鑄并不是什么新玩意兒，甚至很可能你的車上就有壓鑄件——只是體積沒有Model Y后車身這么巨大。

壓鑄能夠一次制造出更復雜、更立體的部件，而不必先沖壓再焊接（所以絕大多數(shù)時候“壓鑄”二字前后一定跟著“一體成型”）。因為這個特性，壓鑄特別適合制造大批量生產(chǎn)、同時又復雜不規(guī)則的零部件。

車身上有許多需要“不規(guī)則”的地方。傳統(tǒng)的沖壓工藝，只要是由一塊鋼板制成，無論被沖壓扭曲成什么樣，部件不同部位的厚度都是一致的。但有些地方需要高強度/剛度，有些地方又不需要那么高，即材料必然會有冗余。

TWB激光拼焊，門環(huán)采用不同厚度拼接，實現(xiàn)減重效果

重量是永遠的敵人。為了減少這種冗余，人們發(fā)明了TWB和TRB技術，可以一定程度上按照預設，使同一塊鋼板不同部位的料厚有所變化，從而實現(xiàn)“按需下料”。但這依然不夠靈活自由，減重幅度和應用范圍也有限。

真正的大殺器則是直接上鑄鋁，利用鑄造模具的高度靈活性，預先為部件的各個部分設計好目標強度、分配好相應厚度（當然鋁材本身也能減重）。不僅是不同部位的厚度可以自由變化，還可以設計特定方向的加強結構，“四兩撥千斤”。如果采用普通板材，可能要高得多的重量才能達到設計目標。

注意靠左側/后部的加強筋變?yōu)闄M向，加強縱向強度以抵御追尾

一直以來，車身上的鑄鋁廣泛應用在懸架減振器塔頂。因為塔頂是路面應力傳導到車身的最直接部位，需要極高的局部剛度，而形狀又十分復雜。傳統(tǒng)的塔頂由多個部件焊接而成，這本身就不利于減重，再要想達到高剛度，幾乎必然需要極大的厚度/重量。

鑄鋁呢？一個部件就解決了，工序少而簡單，重量輕且剛度大。

奔馳C級W204的焊接塔頂，需要四個部件拼焊而成

新C級的鑄鋁前塔頂，加強筋清晰可見

塔頂幾乎是門檻最低的鑄鋁部件，目前在中型豪華車以上，鑄鋁塔頂幾乎是標配。甚至零跑C11這樣走廉價堆料路線的新造車，除了雙叉臂前懸架，前塔頂也用上了鑄鋁。更大的鑄鋁部件則要到更高級別，此前提到奧迪A7為了減少掀背門對剛度損失，就在C柱頂端“關節(jié)”使用了鑄鋁件進行彌補（《掀背三廂車為何總是不入流？》）。

注意標紅的前塔頂也是鑄鋁

在Model Y之前，一體式鑄鋁工藝最大的部件，差不多就是車身的前后縱梁。這是凱迪拉克CT6的后車身縱梁，密密麻麻的加強筋體現(xiàn)出這是一個鑄鋁部件。

奔馳上代C級的鑄鋁后橋橫梁

而大型鑄件不常有

到了Model Y，特斯拉大筆一揮，將整個后車身底板、后輪拱、后橫縱梁在內(nèi)的一大部分，全部做成了一個鑄鋁件——這部分車身在Model 3上需要70個零件組成，更不要說柏林工廠后續(xù)的新版本，將前車身也做成了一體式鑄鋁件。

其實可想而知，大型鑄鋁部件直到今天才被特斯拉搶先應用，絕不是沒有原因的。

一張著名的圖，從Model 3的70個件到Model Y的2個，最新版本整合程度更高

壓鑄工藝啥都好，一方面讓零部件一體成型，減少了零部件數(shù)量和連接工序；另一方面鑄鋁實現(xiàn)了高度靈活的厚度和結構，輕松兼顧了輕量化與高剛度。但以往鑄鋁都是小部件，原因自然是鑄鋁件一旦體積做大，就會有難以解決的問題出現(xiàn)。

首先是需要更大的壓鑄機。特斯拉Model Y的后車身重大概80kg，這就需要壓鑄機能夠一次性壓入80kg的液態(tài)鋁合金。只有當如此規(guī)模的壓鑄機被研制成熟，才可能制造這樣大小的鑄鋁部件，目前世界上最大的壓鑄機可以一次性注入200kg原料。

柏林工廠Model Y的鑄鋁前車身，重量據(jù)說達到130kg，這意味著壓鑄機必須能夠一次性壓入130kg鋁水。特斯拉之所以先上后鑄鋁車身（80kg），并且前鑄鋁部件是在全新的柏林和德克薩斯工廠率先啟用，原因應該就是在等待更大的壓鑄機到位，并直接運抵新工廠。

其次是鑄造如此大的部件，本身就存在很大挑戰(zhàn)。壓鑄原理看似簡單，無非就是把液態(tài)金屬壓入模具嘛，但要想獲得高質量的大型部件卻問題重重，出品穩(wěn)定的大型壓鑄機說是大國重器毫不夸張（上海工廠壓鑄機就來自國內(nèi)的力勁集團）。

液態(tài)的金屬并不“聽話”，在被高壓壓入模具的過程中可能出現(xiàn)紊流、雜質等異常。越是復雜的部件/模具，越是容易發(fā)生填充不足之類的問題。模具中原有的氣體和隨料進入的氣體，可能讓部件內(nèi)部存在氣孔。部件缺陷時刻圍繞著鑄造過程，越是大體積部件可能出問題的地方越多，而汽車車身顯然是容不得缺陷的。

最后是大體積與高強度的矛盾。大體積的車身部件，更可能需要承擔抵御碰撞的任務，也就更加需要高強度。但偏偏，一般鑄鋁件需經(jīng)過熱處理（固溶、時效，類似鋼材中的淬火），才能獲得高硬度高強度，而熱處理必然帶來熱脹冷縮的體積變化，越是大體積部件，這個形變誤差的影響就越大。

特斯拉最后是找到了一種無需熱處理的特殊鋁合金材質，才實現(xiàn)了Model Y的大型鑄鋁后車身。今年10月，蔚來宣布成功驗證了可用于大型壓鑄件的免熱處理材料，并將于第二代平臺車型應用。找到無需熱處理（潛臺詞是依然可滿足強度需求）的材料，是大型壓鑄件應用的關鍵。

特斯拉專dà利bǐng，可怕的四方向同時壓鑄，注意中間成品是一具完整車身

前后車身皆為壓鑄一體成型的Model Y還沒真正量產(chǎn)，特斯拉早就在展望更遠的未來。很早之前，特斯拉就提交過一個車身整體壓鑄的專利。

要知道上面所說的“后車身”，其實只是“后車身的一部分（當然，是比較關鍵的下半部分）”，終究還是要和其他車身部件連接。而特斯拉更加雄心勃勃的未來，是整個車身由單次壓鑄一體成型——真正實現(xiàn)字面意義上的“一步到位”。

這樣科幻的一體壓鑄車身還很遙遠，光是能容納幾百千克原料的壓鑄機就得些年頭，更不要說如何設計這樣復雜的模具、如何保證如此復雜的流場下不出現(xiàn)缺陷、如何確保整車壓鑄后擁有足夠的強度等等。

其實車身部件的集成化、關鍵部件的鑄鋁化，一直都是汽車工業(yè)努力的方向。特斯拉作為攪局者，則是把一直滾動著的皮球向前踢遠了一大截，自然也引來了很多追趕者。據(jù)說包括蔚來在內(nèi)的幾家車企已經(jīng)在尋求大型鑄鋁件，當特斯拉逐漸靠一體鑄鋁獲得更多優(yōu)勢，新造車企業(yè)對于產(chǎn)品力突破的饑渴，沒準兒真會將這皮球踢得更快更遠。

文本來自autocarweekly