CNC加工的16个研发降本技巧

导读：1. 减法是反人性的 2. 行业痛点：储能结构降本为何如此艰难？ 3. 方法论解读：钟元“三维降本设计”核心框架 4. 实例解析：特斯拉Powerwall 3的三维降本 5. 总结和延伸注：钟匠咨询正式推出针对储能行业的研发降本咨询服务，不降本不收费，如果你有兴趣，请关注文末详细介绍。— 1 — 减法是反人性的 开始前我们先做一个测试： 如下图，调整（增加或者减少）黑色线条两边任何一边的方块，使黑线两边的图案对称，要求是调整方块的数量越少越好。 ▲[美]莱迪.克洛茨《减法》中案例 要完成这项任务有两种最佳方案: 一种是在左侧加上4块深色方块； 一种是从右侧移除4块深色方块。 两种方案都对，而且也都很简单。 经过大量参与者的测试，发现一个规律： 选择做加法的人数要比做减法的多得多，只有20%的参与者使用减法来改变网格图案。 大多数人习惯使用加法思维。 这也符合人“厌恶失去”的特性，但是在设计中是很可怕的，想想设计中动不动就要加东西来解决问题，一来成本高了，二来系统变复杂了。 我们小声点聊，如果被老板知道了，那得有多恨你。 — 2 — 行业痛点：储能结构降本为何如此艰难？ 随着储能行业价格越来越卷，很多从业者已经对降本感觉到乏力了。 根据彭博新能源财经数据，全球储能系统成本构成中，结构件占比15%-25%。 某头部企业调研显示，70%的结构工程师陷入“降本=减配”的误区（变薄，变轻，变小）。 传统的降本经常会忽视两个重要特性： 使用寿命：如：铝材换钢材很容易引发腐蚀问题。 可靠性：如pack壳体焊接工艺优化（满焊改为间断焊）不当可能会导致Pack漏液。 很多人之所以感觉降无可降，是因为没有一套系统的方法，都是想到哪降到哪，我们亟需一套系统的降本方法论帮助我们梳理降本的脉络。 — 3— 方法论解读：钟元“三维降本设计”核心框架 三维降本方法论，可点击图片，我这里不再赘述。— 4— 实例解析：特斯拉Powerwall 3的三维降本 篇幅有限，我们通过对特斯拉Powerwall 3的拆解来理解一种非常重要的降本思维：减法思维 ▲特斯拉Powerwall 3 特斯拉Powerwall二代产品的前面板是有机玻璃面板，壳体是钣金工艺，表面白色喷涂。 为什么Powerwall 3改为不喷涂？ ▲Powerwall 2 VS Powerwall 3 我们用钟元老师的三维降本思路去解析。 3.1 降本十法之二：功能搜索 从功能出发，外壳有四个功能： 1.保护功能：防止内部电池、电路等组件受到外界物理冲击、灰尘、水分等环境因素的损害，确保设备的稳定运行。 2.散热功能：通过合理的结构设计或材料选择，帮助内部组件散热，维持设备在正常温度范围内工作。 3.美观功能：良好的外壳设计可以提升产品的外观美感，使其更符合用户的审美需求，更好地融入家庭环境。 4.安全功能：防止用户接触到内部的高压电路等危险部件，确保使用安全。 Powerwall 2外壳是钣金工艺，要达到以上功能，喷粉烤漆是很常见的。 而Powerwall 3将外壳的外观和其他三个功能分开考虑了： 前面板：负责美观——有机玻璃，白色覆膜 压铸底壳：提供保护，散热和安全功能 如果外观成本很高，就将外观和其他非外观零件分开考虑，来降低成本。 这样的话压铸底壳不用喷涂就很容易理解了。3.2 降本十法之一：减法原则 1.不必要的零部件，删除! 2.不必要的制造工艺，删除! （喷涂工艺成本高，可以删除吗？） 3.不必要的紧固工艺，删除! 4.经常出问题的零部件，删除! 5.与其它零部件相似的零部件，删除! 6.成本很高的零部件，删除! 3.3 降本十法之九：产品对标之跨业对标Powerwall 3作为户用储能产品，其外观可以使用降本十法之九：产品对标之跨业对标，参考家电产品，比如热水器，电磁炉，燃气灶，冰箱等新一代的产品面板都是用有机玻璃来提升产品外观档次的，见下图。 ▲多种家电有机玻璃面板 Powerwall 3采用一个白色覆膜的有机玻璃板，既提升了外观档次，又减少了一道喷涂工艺，同时，现场拆装比钣金结构更加轻便。 ▲特斯拉Powerwall 3使用场景外观 压铸底壳不喷涂如何能实现以上几种功能？ 利用降本十法之九：产品对标，看看有没有成熟技术可以借鉴 同行产品：基本没有不喷涂的 跨行产品：新能源汽车的OBC模块使用的是压铸壳体+钝化，没有喷涂 ▲电动汽车OBC模块外观 通过跨业对标，可以看到压铸铝钝化与喷涂之间的差异： 1.铝材本身的耐腐蚀性 铝在自然环境下会形成致密的氧化铝（Al₂O₃）保护层，具备天然抗腐蚀能力，尤其在干燥或普通潮湿环境中表现优异。 钝化处理（如阳极氧化）会进一步增厚氧化层（可达几十微米），显著提升耐盐雾、耐化学腐蚀性能，满足汽车行业标准（如ISO 9227盐雾测试）。 2.工艺效率与成本优势 压铸铝钝化工艺流程简单（压铸→钝化→封闭），适合大规模生产，且良率高。喷涂需要多道工序（前处理：钝化→底漆→面漆→固化），良率低，耗时长且成本更高。 压铸铝的复杂结构（如散热鳍片、内部腔体）难以通过喷涂实现均匀覆盖，而钝化处理能无死角覆盖所有表面。 3.散热性能需求 铝的导热系数（约200W/m·K）远高于钢或塑料，钝化层（氧化铝导热约30W/m·K）对整体散热影响较小。喷涂涂层（如环氧树脂导热仅0.2 W/m·K）会阻碍热量传递，影响高压部件的热管理效率。 4.环保与长期可靠性 喷涂工艺可能涉及VOC（挥发性有机物）排放，钝化处理（尤其是无铬钝化）更符合环保法规（如RoHS、REACH）。 钝化层化学稳定性高，长期使用不易老化；喷涂涂层可能在高温（如部件工作温度达80℃以上）下加速老化或变色。 5.行业验证与标准符合性 主流车企（如特斯拉、比亚迪）普遍采用压铸铝钝化方案，并通过了严苛的汽车防腐测试（如C5-I盐雾等级，1000小时以上）。 钝化工艺参数（如膜厚、封闭工艺）已标准化，确保一致性，避免喷涂可能导致的批次差异。 那么，压铸铝钝化是否真的足够耐腐蚀？ 查询相关资料，以阳极氧化为例，膜厚20μm以上的硬质氧化层在盐雾测试中可达到1000小时无红锈，远超普通钢件喷涂（通常500小时）。封闭处理（如镍盐或沸水封闭）可进一步提升耐蚀性。 只有在极端环境（如沿海高盐雾地区），可能需要油漆的保护，但主体仍依赖钝化处理，喷涂并非必要。 通过分析，我们知道： 压铸铝钝化在耐腐蚀性、散热、成本、轻量化及环保等方面综合优势显著，成为电动汽车高压部件外壳的主流选择。 喷涂防腐因工艺复杂、良率低，散热差，长期可靠性不足及污染环境，肯定会逐渐被行业淘汰。 未来随着钝化技术进步（如微弧氧化），铝外壳的防护性能还将进一步提升。 经过我们的测算： 压铸底壳总计表面积约5㎡，按照国内防腐粉末的价格在45元/㎡，良率90%，至少节省250元/套的喷涂费用（压铸铝在喷涂前也要进行钝化）。 钝化后的压铸壳体盐雾测试1000h没有明显腐蚀，满足使用。— 5— 总结和延伸 根据以上降本原则， 对于集装箱式储能系统，外观面为箱体外部，非外观面为内部和底部，可以降低非外观面的油漆要求，降本方案有： 非外观面只需要底漆做基础防护即可，膜厚要求降低； 对标钣金行业，可以将油漆改为喷粉（已经有厂家可以实现集装箱喷粉） 内部零件使用电镀件或者防腐能力较好的覆铝锌板 对于工商业储能产品，降本方案有：单面喷涂，内侧自然飞粉非外观板材使用覆铝锌板 对于户储产品，降本方案有： 参考特斯拉Powerwall 3外观设计。 正面使用喷涂外观，其他面使用电镀/钝化等不喷涂工艺。 将外观与功能部分分开，外观件可以采用塑胶免喷涂材料。 降本从来都不是灵光乍现的偶然行为，更不是拆东墙补西墙的妥协艺术。 它是一套可量化、可复 制、可验证的系统工程。 正如瑞士钟表中的精密结构，需要每个齿轮严丝合缝地协同运作。 真正的降本高手，从来都是用方法论的火把，照亮隐藏在结构缝隙中的每一分价值。----END--- 作者简介：Trim，研发降本专家团成员；新能源行业技术专家，15年深耕储能领域，曾在储能头部企业担任过项目经理、技术专家和部门负责人，主导开发多款行业标杆产品（包括大储，工商储，户储等主流储能产品），累计申请专利30余项。 擅长储能产品成本优化，部门管理优化和能效提升，标准化建设等，曾通过设计将初代产品零件减少70%、成本降低50%，并建立行业领先的降本模型。 来源：降本设计