特斯拉的3D打印砂模：电动汽车更便宜的关键未知大陆-数字制造云平台

特斯拉的3D打印砂模：电动汽车更便宜的关键

未知大陆发表于 2023-09-19

特斯拉（纳斯达克股票代码：TSLA）正在努力掌握一次性铸造大型复杂汽车零部件的艺术。如果成功，将改变汽车的制造方式，使电动汽车 (EV) 的生产速度更快、成本更低。据路透社报道，五位熟悉特斯拉计划的人士透露，该公司的目标是彻底改变传统的、复杂的、耗时的和昂贵的制造大型部件（如汽车底部）的工艺，这通常需要组装许多较小的部件。

为了克服这些挑战，特斯拉正在研究3D打印砂模，它比传统金属模具更便宜、制造速度更快。这样，他们就可以测试新设计，而无需花费大量资金。消息人士透露，该汽车制造商还在试验适合这些大型一体式铸件的特殊类型金属，目标是加快汽车制造速度并使电动汽车变得更加便宜。

创新铸造

据接受采访的内部人士称，这种看似简单的材料选择转变可能会改变整个行业的游戏规则。传统的金属模具改造起来既昂贵又耗时。例如，仅仪表板模具的成本就在 100,000 美元到 150,000 美元之间，而保险杠模具的成本可能在 50,000 美元到 100,000 美元之间。发动机部件模具的起价约为 20,000 美元，最高可达 80,000 美元或更高，具体取决于复杂程度和材料。

这些模具设计中的一次调整可能花费高达100,000美元。但当从头开始创建一个全新的模具时，成本可能飙升至150万美元，特别是对于汽车底部等大型复杂结构。像这样的天价数字需要详细的设计工作、专门的机械和劳动力、满足质量和安全标准的严格测试以及铸造所需的耐用材料的成本。如此高的成本使得特斯拉对3D打印砂模的探索成为汽车制造业潜在的革命性发展。

相比之下，3D打印砂模提供了更加灵活且更具成本效益的解决方案。工程师可以使用数字设计文件和3D打印机轻松修改设计，并且可以在数小时内以极低的成本打印出新的砂模。这极大地将设计验证周期从长达一年缩短至两到三个月，从而实现更快速的创新和调整。

此外，特斯拉利用沙子3D打印的灵活性来试验以前被认为风险太大或成本过高的复杂设计。例如，特斯拉的工程师现在可以在其一体式铸件中加入空心副车架，以减轻重量并提高耐撞性。工程师将3D打印砂芯放入模具中以创建这些空心结构。铸造金属后，他们除去沙子，留下所需的中空空间。

模具魔法

特斯拉更喜欢内部解决方案，并且往往对其生产技术保密。尽管如此，该公司仍将3D打印用于各种目的。《福布斯》的一份报告显示，特斯拉对该技术的应用范围从制造门把手到整个底盘的原型设计。对于特斯拉创建3D打印砂模的特定需求，粘合剂喷射技术将是首选方法。这些打印机依靠分层，将沙子铺在托盘上，然后有选择地应用液体粘合剂根据数字设计塑造模具形状。机器逐层重复该过程以完成模具，然后去除未结合的沙子以露出成品。

据路透社的一位消息人士称，“砂型铸造的设计验证过程的成本，即使有多个版本，也是最低的——仅为金属原型的3%。”

今年早些时候，首席执行官埃隆·马斯克公布了特斯拉更大的“拆箱”制造战略，该战略与该公司使用3D打印砂模的决定相一致。该方法旨在通过创建大型汽车子组件并将它们像积木一样拼装在一起来简化生产。通过掌握将大型复杂结构铸造成一体的技术，特斯拉不仅简化了制造过程，而且还大幅降低了生产成本。

成本削减

自成立以来，特斯拉一直是汽车行业的一股颠覆力量，彻底改变了电动汽车的多个方面。从开创耐用锂离子电池到开发专有的快速充电站网络，特斯拉不断打破电动汽车采用的障碍。与传统汽车制造商不同，特斯拉还推出了无线软件更新，无需前往服务中心即可实现实时改进。

此外，特斯拉开创性的大型超级工厂已将电池制造规模扩大到前所未有的水平，显着降低了电动汽车电池的成本。这与传统制造不同，传统制造通常缺乏规模和集成度来有效降低电池成本。此外，特斯拉采用高度自动化的装配线，这与传统制造中常见的自动化程度较低且劳动密集型的流程形成鲜明对比。这些装配线使用机器人技术和先进的软件来提高精度。特斯拉还从事内部零部件制造，这使他们能够更好地控制生产过程的质量和效率，这与传统汽车制造商典型的对外部供应商的依赖形成鲜明对比。

如果成功，实施砂型造型3D打印技术只是特斯拉变革汽车行业多管齐下战略的一个方面。然而，作为加速电动汽车生产的催化剂和未来制造创新的基准，其潜在影响可能是巨大的。如果特斯拉成功，它不仅将实现生产更便宜、更方便的电动汽车的目标，还可能为全球汽车制造树立新标准。

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