根據路透社，特斯拉 (TSLA.O) 結合了一系列創新技術，取得了技術突破，可能會改變其電動汽車製造方式，並幫助埃隆·馬斯克實現將生產成本減半的目標，該公司率先使用鎖模壓力為 6,000 至 9,000 噸的大型壓力機，通過「超級鑄造」工藝來製造 Model Y 的前後結構，從而大幅削減了生產成本。
根據未來智庫，具體而言，一體壓鑄技術將取代傳統汽車製造中最為耗時繁瑣的衝壓和焊裝環節，使用 6000T 及以上 噸位的超大型壓鑄機，將原來需要組裝的若干個鋁合金零件，直接壓鑄成完整的大型零部件，標誌著汽車製造工藝迎來顛覆性革新。
汽車3D列印發展路線圖
3D科學谷白皮書
/一體壓鑄
根據 2019 汽車輕量化大會內容，若純電動汽車整車重量降低 10%，則平均續航里程將增加5%-8%。所以通過輕量化方案提升新能源汽車續航里程成為熱點技術路線。據悉，降低整車重量，特斯拉悄然取得突破，重心在如何設計和測試大型部件的巨型模具以進行大規模高壓鑄造生產，以及如何通過製造帶有內部肋的空心副車架來減輕車體重量並提高耐撞性。這其中，3D列印砂模或將重塑汽車製造業。
根據未來智庫，特斯拉一直在探索通過一體化壓鑄減少製造複雜性，降低成本，減輕車身重量。此前，2019 年 7 月，特斯拉公布新專利「汽車車架 的多向車身一體成型鑄造機和相關鑄造方法」，通過將不同凸壓模具移動至鑄造機中央的鑄造區，實現不同部 件的鑄造，在一台機器上完成絕大多數的車架鑄造工作，這是一體壓鑄首次出現在大眾視野中。
根據2020特斯拉電池日，特斯拉計劃推動汽車車身一體化結構的設計，一體壓鑄下車體總成與電池包更好地結合，能夠實現整體減重10%，續航里程增加14%，提效降本效果明顯。
根據未來智庫，傳統汽車車身製造採用鈑金衝壓+焊接工藝，一輛車身由 500餘個零部件組成，全車焊點共計4000-6000 個。2020年9月的電池日上，特斯拉宣布Model Y 將採用一體式壓鑄後地板總成，相比原來可減少 79 個零部件， 焊點大約由700-800個減少到50個。2022年4月開始交付 ModelY 的德州超級工廠也採用一體化壓鑄工藝，可將前後地板零部件數量從171個減少至2個，焊接點數量減少超1600個。此外，特斯拉計劃採用車身前地板、CTC 電池包上蓋與車身中地板、車身後地板替換由370個零件組成的整個下車體總成，有望進一步簡化車身製造工藝。
/ 3D列印的機遇與挑戰
據悉，特斯拉正在與voxeljet-維捷合作，當然，特斯拉並非是將粘結劑噴射3D列印砂型的技術引入到汽車行業的第一家企業，早在幾年前，寶馬就採用了這一3D列印技術製造S58發動機缸蓋的鑄造砂芯，以滿足輕量化以及熱管理性能的需求。根據3D科學谷，汽車是鑄造最大的應用市場，而3D列印與鑄造的結合可以說是具有從產品設計源頭上顛覆汽車零部件設計的潛力。
汽車3D列印著力點
3D科學谷白皮書
根據3D科學谷，隨著3D列印與鑄造的結合，鑄造作為產品「誕生」的「源頭」，其決定產品核心競爭力的價值將顯現，這個行業不再被誤讀為「傻大笨粗」，而是成為企業發展核心競爭力的體現，因為3D列印可以從源頭決定一個產品的創新程度，很多大型企業將改變將鑄造外包給鑄造廠的模式，而是將鑄造將作為核心關鍵的一環納入到企業內部的生產運營中，這個過程中或將發生鑄造廠和3D列印企業被汽車企業併購的現象。
不過，將3D列印的砂型用於汽車領域的大型部件製造是充滿挑戰的。相較於其他鑄造工藝，高壓鑄 造生產效率較高，模具可反覆利用，一次成型程度較高，可生產薄壁複雜鑄件和高精度、高光潔度 鑄件，但不可避免的是鑄件內部氣孔、鑄件斷面組織及力學性能變化較大。根據3D科學谷的了解，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，它們是通過將多個部件衝壓和焊接在一起而製成的，中間留有空隙。
為了鑄造具有空心的副車架作為一次超級鑄造的一部分，特斯拉計劃將由粘結劑噴射3D列印的實心砂芯放置在整個模具內。但是，儘管3D列印設計過程和實現大型框架的複雜性都帶來了顛覆性，但仍有一個主要障礙需要清除：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。
特斯拉
據消息人士稱，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。此外，消息人士稱，特斯拉即將推出的小型車給了一個將電動汽車平台連為一體的絕佳機會，主要是因為它的車身底部更簡單。
特斯拉
新技術的著陸點或許是在特斯拉正在開發的小型汽車上，這種車的設計前後沒有大的「懸垂」，因為沒有太多的設計，譬如引擎蓋或後行李箱。在某種程度上，這種車就像一艘船，「船艙」是電池和底盤，兩端附有「小翅膀」。
然而，如果特斯拉決定將車身底部鑄造成一體，那麼特斯拉仍然必須決定使用哪種千兆壓力機，而這一選擇也將決定汽車框架的複雜程度。知情人士稱，為了快速衝壓如此大型的車身部件，特斯拉需要新的更大的千兆壓力機，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。
特斯拉
然而，使用高夾緊力的壓力機存在另外的問題，即它們無法容納製造空心副框架所需的3D列印砂芯。知情人士表示，特斯拉可以通過使用不同類型的壓機來解決這些障礙，這種壓機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3D列印砂芯，但這個過程需要更長的時間。
特斯拉
根據《看如何提供新能源汽車交鑰匙解決方案(3d列印&智能製造)》一文，3D科學谷製造領域特約專家胡勁宏曾分享過通過創新的3D列印砂型模具技術在3-5天內實現從模型到產品，也可以通過創新的工藝、夾具、刀具以及整線自動化設計，實現新能源車關鍵零部件的柔性、高效生產。
很顯然，特斯拉通過3D列印將獲得諸多優勢，3D科學谷將對這一進展保持高度關注。