Tesla의 일체형 다이캐스팅 기술은 획기적인 발전을 이루었습니다. 그리고 이 기술은 이미 적용되기 시작했습니다. 상하이 슈퍼 공장에서 생산된 모델 Y는 통합 다이캐스팅 기술 2.0을 사용합니다. 여러 부품을 하나의 부품으로 통합함으로써 생산 효율성이 크게 향상되었습니다. 기존 생산 방식에 비해 본체 시스템의 무게를 10% 이상 줄일 수 있습니다.

가장 중요한 것은 구조 설계 최적화로 인한 비용 절감입니다.Model Y 후면 바닥 조립 시스템은 통합 다이캐스팅 방식을 채택한 후 비용이 40% 절감됩니다.

'원가절감 마니아' 머스크가 드디어 편리한 무기를 손에 넣었다. 이 새로운 기술은 기존 전기 자동차 생산 모델을 거의 바꿀 수 있으며 머스크가 생산 비용을 절반으로 줄이는 목표를 가속화할 수 있게 해줍니다.

이제부터 Tesla의 가장 큰 제품은 더 이상 자동차가 아닌 공장이 될 것입니다.

통합 다이캐스팅 기술을 개발하기 시작한 Toyota, General Motors, Ford와 같은 다수의 전통적인 자동차 회사를 포함하여 다른 자동차 회사들도 빠르게 따라잡고 있습니다. 새로운 가격 전쟁은 불가피할 것이다.

01. 전통을 뒤집다, 최단 연구개발 주기는 18개월

전통적인 자동차 섀시는 일반적으로 수백 또는 수천 개의 부품이 함께 용접되어 전면 및 후면 구조와 중간에 3섹션 구조를 형성합니다.

테슬라의 일체형 다이캐스팅 기술 2.0은 전기차의 복잡한 언더바디 부품을 거의 모두 전체적으로 다이캐스팅하는 기술이다.

차체가 더욱 안정적이고 견고해지며 NVH 성능도 향상되는 등 이점은 분명합니다. 하나의 다이캐스팅 기계로 생산 라인의 2~300개 로봇을 집합적으로 "오프라인" 상태로 만들 수 있습니다. 이것만으로도 많은 비용을 절약할 수 있습니다.

출처 : 테슬라

현재 Tesla의 Shanghai Gigafactory에서 생산되는 Model Y는 이미 이러한 기술을 신속한 성형에 적용했습니다. 가장 큰 특징은 비용, 시간, 노력이 절약된다는 점입니다.

무게는 10% 이상 절감되고, 관련 비용은 40% 절감되며, 생산 효율성도 크게 향상됩니다. 9월 6일, 200만 번째 차량이 Tesla의 상하이 기가팩토리 조립 라인에서 출시되었습니다. Tesla 관련 소식통에 따르면 상하이 공장이 처음으로 '차량 100만 대' 목표를 달성하는 데 33개월이 걸렸습니다.100만에서 200만까지 13개월 밖에 걸리지 않았다.

출처 : 테슬라

계산에 따르면 각 차량의 평균 생산 시간은 2.5배 더 빨라졌습니다!

소비자 측에 대한 피드백은 자동차가 더 저렴하게 판매된다는 것입니다.

사실 현재 모든 상하이 공장이 이 기술을 적용하고 있는 것은 아닙니다. 머스크는 올해 3월 투자자의 날 행사에서 테슬라의 공장 변신 계획인 '언박스 조립 프로세스(Unboxed Assembly Process)'를 소개했다. 이는 또한 향후 10년 동안 수천만 대의 저렴한 전기 자동차를 생산하고 여전히 수익성을 유지하려는 Tesla 계획의 핵심입니다.

이 새로운 생산 모델은 스탬핑, 용접, 페인팅, 최종 조립이라는 전통적인 자동차 제조의 4가지 주요 프로세스를 전복합니다. 차량 전체의 부품은 6개의 대형 모듈로 나누어지며, 각 모듈은 별도로 생산됩니다.

테슬라는 이들 모듈 생산이 완료된 후 스탬핑 공정을 통해 차체 전체를 조립한다. 전체 과정은 상자를 조립하는 것과 같습니다. 물론 테슬라는 차량을 상자로 취급하지 않고 조립을 위해 상자를 펼치는 과정을 '언박싱 과정'이라고 부른다.

테슬라는 이 새로운 공정을 통해 공장 제조 인력이 40% 줄어들고, 제조에 필요한 공간과 시간도 30% 줄어들 것이라고 밝혔다. 동시에 조립 비용은 현재 모델 3나 모델 Y의 절반으로 줄일 수 있다.

출처 : 테슬라

로이터 통신은 얼마 전 차량 하부 부품의 다이캐스팅이 "포장 풀기 과정"의 핵심 단계라고 보도했습니다.

이 기술에 힘입어 테슬라의 신차 연구개발 주기도 크게 단축될 것이라고 소식통은 전했다.Tesla는 18~24개월 안에 처음부터 자동차를 개발할 수 있습니다.그리고 그 이전에는 자동차 회사들이 신차를 연구하고 개발하는 데 최대 7~8년, 최소 3~4년이 걸렸다.

이 기술을 위해 많은 유명 기업들이 이를 지원하기 시작했습니다. 예를 들어, 독일 도르트문트 자유대학교의 연구원인 Jean-Philippe Wickler는 Tesla의 새로운 프로세스가 모듈식 생산에 혁명을 일으키고 표준 프로세스를 제거하며 새로운 작업 모델을 만들었다고 말했습니다.

독일 경영컨설팅업체 베릴스(Berylls)의 마틴 프렌치(Martin French) 이사도 토요타가 수십년 동안 개발해 적용해온 생산 시스템이 무너졌다며 테슬라의 언박스(Unbox) 프로세스가 자동차 생산 방식을 바꿀 것이라고 말했다.

02. 비용이 너무 높으며 사용자가 단기적으로 얻을 수 있는 혜택은 제한적입니다.

통합 다이캐스팅 기술의 이점은 자명합니다. 생산 효율성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 비용도 절감할 수 있지만, 단점이 전혀 없는 것은 아니다.

가장 큰 문제는 가격이 너무 비싸다는 것이다.

연구 개발 비용이 상당히 높습니다. 일부 주조 전문가들은 대형 금속 시험 주형이 제작되면 설계 과정 중 가공 조정 비용이 10만 달러, 주형을 다시 만드는 데 150만 달러가 든다고 말합니다. 금형이 설계 요구 사항을 한 번에 충족하지 못하는 경우 후속 조정, 변경 또는 심지어 폐기에도 막대한 비용이 소요됩니다.

다시 말해서,일체형 기계로 다이캐스트하는 모델은 인기 모델임에 틀림없습니다.

출처 : 테슬라

일반적으로 대형 금형의 전체 설계 과정에는 약 400만 달러가 소요되며, 완벽함을 얻기 위해서는 이 과정을 5~6회 이상 반복해야 하는 경우가 많습니다.

이는 일체형 다이캐스팅 기술이 우수함에도 불구하고 자동차 회사들 사이에서 널리 활용되지 못하는 중요한 이유이기도 하다.

하지만 Tesla는 처음부터 3D 프린팅을 사용하여 이 문제를 해결하는 방법을 생각했습니다.

로이터 통신은 머스크가 차체 바닥 전체를 주조하기 위해 3D 프린터를 사용해 공업용 모래로 테스트 금형을 만드는 회사에 눈을 돌렸다고 보도했습니다.

간단히 말해서, 3D 프린터를 사용하여 얇은 모래 층에 액체 접착제를 도포한 다음 층층이 쌓아 용융 합금을 주조하는 데 사용할 수 있는 주형을 만듭니다.

소식통에 따르면 사형 주조의 설계 검증 프로세스 비용은 현재 모든 옵션 중에서 가장 낮으며 금속 프로토타입 비용의 3%에 불과합니다.

동시에 3D 프린팅의 또 다른 이점은 개발 시간을 절약할 수 있다는 것입니다. Reuters에 따르면 3D 프린팅과 같은 회사의 장비를 사용하면 몇 시간 내에 새로운 프로토타입을 다시 인쇄할 수 있으므로 Tesla는 설계 요구에 따라 이를 반복적으로 조정할 수 있습니다.

시간적으로 보면 사형주조를 이용한 설계 검증 주기는 2~3개월밖에 걸리지 않는 반면, 금형 프로토타입은 반년~1년 정도 걸린다.

초기 비용과 시간 문제가 해결되면 실제 운영을 고려해야 합니다.

Tesla가 대형 차체 부품을 다이캐스트하려면 더 큰 다이캐스팅 기계가 필요합니다. 일부 주조 업계 엔지니어들은 다이캐스팅 영역이 클수록 조임력 요구 사항이 높아진다고 말했습니다. 몸체 바닥 전체를 일체형 다이캐스팅하려면 조임력이 16,000톤 수준에 도달해야 하고 기계도 거대하기 때문에 더 큰 공장 공간이 필요하고 더 많은 비용이 지출됩니다.

Tesla는 현재 Model Y에 조임력 6,000톤의 통합 다이캐스팅 기계를 사용하고 있습니다.체결력이 가장 큰 다이캐스팅 기계는 사이버트럭 생산을 위해 특별히 제작된 9,000톤급 다이캐스팅 기계입니다.

출처: IDRA

물론 위의 사항은 생산측이 안고 있는 문제이다. 판매 후 측면에서 볼 때 유지 관리 비용도 매우 높습니다.

특히 충돌이나 긁힘이 발생한 후 수리를 하려면 부품 전체를 교체해야 하므로 결국 수리 비용과 보험료가 증가하게 됩니다. 따라서 이는 "일회성 거래" 구성 요소에 가깝습니다. 한번 긁히면 '차 교환'의 위험이 있습니다.

03. 만병통치약은 아니다

자동차 회사 입장에서는 비용이나 애프터서비스 측면에서 큰 문제가 있어도 일단 대규모 생산이 이루어지면 장점이 단점보다 훨씬 크다.

일체형 다이캐스팅 기술의 기본 원리는 금속을 가열하여 액체 상태로 녹인 후 압착하여 금형에 붓고 냉각 후 성형하여 요구 사항을 충족하는 부품을 얻는 것입니다. 이전에는 Ford F150이 통합 다이캐스팅 기술을 사용하여 제조되었습니다.

하지만 실제로 이 기술을 시장에 출시하고 대중화한 것은 Tesla였습니다. 또한 Tesla는 많은 혁신을 이루었으며 이는 자동차 산업에 기여하고 신에너지 자동차 제조에 혁신적인 방향을 제시합니다.

얼마 전 완고한 토요타마저도 자신이 개발한 차체 일체형 다이캐스팅 기술을 공개했다. 몸체의 1/3을 성형하고 제작하는 데 단 3분밖에 걸리지 않습니다.

도요타는 이 기술이 생산 공정과 비용을 더욱 줄여 전기차 분야에서 이익을 높이고 테슬라를 따라잡을 수 있도록 설계됐다고 밝혔다.2026년 출시 예정인 순수 전기차에는 이 기술이 적용될 예정이다.

도요타는 일체형 다이캐스팅 공정을 적용한 후 차체 후면 부분에 단일 부품과 간단한 공정만 필요하다고 밝혔다. 이전에는 약 86개의 부품이 필요하고 33개의 독립적인 공정을 통해 조립됐다고 한다. 이 일련의 복잡한 프로세스를 완료하는 데 몇 시간이 걸렸습니다.

출처: 도요타

전통적인 제조 공정에 비해 Toyota의 일체형 다이캐스팅 공정은 크게 개선되었지만 여전히 Tesla에는 뒤떨어져 있습니다.

또한 Tesla가 통합 다이캐스팅 기술을 국내에 도입함에 따라 Lideal 및 Xpeng과 같은 새로운 세력은 물론 Great Wall, Mercedes-Benz와 같은 전통적인 브랜드도 이 기술을 따라잡기 시작했습니다. 중국증권은행의 계산에 따르면, 통합 다이캐스팅 시장은 2025년까지 220억 위안에 달할 것이며, 4년간 복합 성장률은 133%에 달할 것입니다.

일체형 다이캐스팅 기술의 장점과 단점은 명백하며, 활용 면에서도 장점과 단점이 있다고 할 수 있습니다. 예를 들어, 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 충돌 사고 시 차량의 안전성도 향상시킬 수 있습니다.

그러나 이로 인해 나중에 유지 관리 비용도 증가합니다. 앞서 테슬라 모델Y의 '천정부지 유지비' 사건은,일체형 다이캐스팅 부품이 손상되었기 때문입니다.

원가 절감을 위해 통합 다이캐스팅 기술을 활용하는 것은 자동차 회사들에게는 돌이킬 수 없는 추세가 될 것으로 예상된다. 그러나 실제 응용 분야에서 통합 다이캐스팅은 만병통치약이 아닙니다. 결국, 당신에게 맞는 것만이 최고입니다.