據五位知情人士稱，特斯拉(TSLA.O)結合一系列創新技術，取得了技術突破，這可能會改變其電動汽車的製造工藝，並幫助埃隆·馬斯克實現生產成本減半的目標。

特斯拉曾率先使用6000至9000噸壓力級的大型壓鑄機，通過“超大型壓鑄”（GigaCasting）的一體化壓鑄工藝來生產Model Y的前後車身底板結構，從而大幅削減了生產成本，讓競爭對手競相追趕。

知情人士表示，爲了擴大領先地位，特斯拉正在接近達成一項創新技術，能夠將車輛底盤的大部分進行一體化壓鑄，而非在傳統汽車中需要組裝的約400個零部件。

這些技術據悉是特斯拉CEO馬斯克在3月發佈會上專門介紹的“開箱工藝”的戰略核心，這是他計劃在未來十年生產數千萬輛更便宜車型並保持盈利的關鍵。

總的來說“開箱工藝”有幾個特點，包括：

1. 整車將分成幾個大的模塊，分別獨立組裝、噴塗；

2. 各個模塊將會在組裝、噴塗完成之後直接拼成一輛車；

3. 前排座椅和地板組裝好後由下而上裝入；

4. 全流程車門僅組裝一次。

簡單理解就是，傳統造車類似搭積木一樣，需要一層層網上搭積木，一層沒搭好，下一層就沒法動工；而開箱工藝則是好幾層分段搭好之後，直接拼接到一起，效率更高。

儘管特斯拉表示，開箱工藝涉及同時生產汽車的大型子組件，然後將它們組裝在一起，但模塊化的尺寸和構成仍然是謎。

美國汽車工程公司Caresoft Global總裁特里·沃喬夫斯基(Terry Woychowski)表示，如果特斯拉能夠對電動汽車的大部分車身底盤實現一體化壓鑄，將進一步顛覆汽車的設計和製造方式。他稱，

“它就像一個助推器，對行業具有巨大推動力，但這又是一項非常具有挑戰性的任務……鑄件非常難做，尤其是更大、更復雜的鑄件。”

兩位消息人士稱，特斯拉此前未報道過的新設計和製造技術，可以讓它在18-24個月內從頭開始開發一款新車，而大部分競爭對手可能需要花費3-4年的時間。

這五位知情人士還透露，特斯拉會將該工藝應用到特斯拉25000美元的新款小型電動汽車身上，該車型將使用前機艙+中地板電池包+後地板一體化壓鑄工藝。

消息人士稱，特斯拉預計最早將於本月就是否將整個平臺壓鑄成一體作出決定，最終產品可能在設計驗證過程中發生調整。對此，特斯拉及馬斯克均未置評。

3D打印和沙子

特斯拉的突破集中在如何設計和測試用於大型零部件的巨型模具以及大規模量產，以及如何鑄造空心的副車架，以減輕重量並具備耐撞性。

上述創新據悉由英國、德國、日本和美國的設計和鑄造專家開發，涉及3D打印和工業砂。

截至目前，傳統汽車製造商一直沒有選擇鑄造超大型的部件，主要是因爲存在“超大型鑄造困境”：鑄造模具來製造1.5平方米或更大的零部件是可以提高效率，但成本昂貴，且風險無數。

一位鑄造專家表示，一旦製作出大型金屬測試模具，設計過程中的一次機械加工調整可能就會花費10萬美元，或者可能會花費150萬美元重做模具。此外，大型金屬模具的整個設計過程可能就會花費大約400萬美金。

消息人士表示，這無疑令汽車製造商望而卻步，特別是從噪音和振動、裝配和表面處理、人體工程學和耐撞性的角度來看，設計可能需要進行六次甚至更多的調整才能打造出完美的鑄件模具。

消息人士稱，但即便存在風險，馬斯克一開始的願景就是找到一種將車身底部實現一體化鑄造的方法。

爲了克服障礙，特斯拉求助於3D打印公司，使用工業砂製作測試模具。通過數字設計，具備粘結劑噴射技術的打印機將粘結劑沉積到薄薄的砂層上，並逐層構建可以壓鑄熔融合金的模具。

據業內人士稱，砂型鑄造的設計驗證工藝的成本是目前最低的，僅爲金屬模具的3%。

這意味著特斯拉可以根據需要多次調整原型，使用Desktop Metal(DM.N)及其子公司ExOne的機器可以在幾小時內重新打印出一個新原型。

據悉，使用砂型鑄造的設計驗證週期僅需要兩到三個月，而金屬模具原型則需要半年到一年的時間。

定製合金

汽車底部的副車架通常是空心的，以減輕重量並提高耐撞性。目前他們是通過將多個部件衝壓和焊接在一起製成，讓中間留有空隙。

作爲一體化壓鑄的一環，爲鑄造空心的副車架，特斯拉計劃將由粘結劑噴射機打印的固體砂芯放置在整個模具內。零件鑄造完成後，將沙子去除以留下空隙。

不過儘管在設計過程和大型框架的複雜工藝上實現了更大的靈活性，但仍舊存在一個重大障礙需要克服。用於生產鑄件的鋁合金在砂模和金屬模中表現不同，通常無法滿足特斯拉的耐撞性和其他屬性標準。

三位消息人士稱，鑄造專家通過配製特殊合金、微調熔融合金冷卻過程以及生產後熱處理克服了這一問題。一旦特斯拉對原型模具感到滿意，它就可以投資最終的金屬模具進行大規模生產。

消息人士稱，特斯拉即將推出的平價小型車給了它一個實現一體化壓鑄的絕佳機會，主要是因爲它的車身底部結構更簡單。據悉，特斯拉正在開發的小型汽車，一款供個人使用，一款則爲機器人出租車。前後沒有巨大的“懸掛”。

不過，消息人士指出，特斯拉需要決定使用多大重量級的壓鑄機，這一選擇將決定汽車框架的複雜程度。知情人士稱，爲了快速衝壓如此大型的車身部件，特斯拉需要新的更大重量級的壓鑄機，其鎖模力達到或超過16,000噸，這將帶來高昂的價格，並且可能需要更大的廠房。

然而，使用更高重量級的壓鑄機存在一個問題，即它們無法容納製造空心副車架所需的3D打印砂芯。據悉，特斯拉可以通過使用不同類型的壓鑄機來解決這些問題，可以將熔融合金緩慢注入，這種方法往往會生產出更高質量的鑄件，並且可以容納砂芯。

但這個過程需要更長的時間。