テスラが導入した革新的な技術「ギガキャスト」は、大型機械「ギガプレス」を利用して一度にアルミニウムの部品を作成することができるものです。ギガキャストの実現で、自動車の製造は大きく変わると考えられています。
この記事では、ギガキャストの概要と、メリットとデメリットを解説します。
ギガキャストは大型の車体構造をプレス成型する
ギガキャストは、アルミニウムの大きな車体部品をまるごと作るためのプレス技術です。テスラは「ギガプレス」という大きな機械を使っています。これによって、従来の自動車で使われていた部品よりも大きなアルミニウム部品を製造します。「ギガ」は、テスラの工場を「ギガファクトリー」と呼んでいることからきています。
EVのコストの主要な部分は電池ですが、車体も大きなコスト要因です。テスラのバッテリーパックは全体のコストの25〜40％を占めており、コストの削減が進められていますが、バッテリー以外の部品のコストも削減する必要があります。そこで「ギガキャスト」の技術を使って、ボディなど他の部品のコストを下げることを進めているのです。
テスラはコスト削減をしなければならない状況に追い込まれています。2022年頃から、テスラのシェアが少し下がり、中国のメーカーであるBYDのシェアが増えています。BYDシェア拡大の主要因は、高いコスト競争力です。BYDが安いEVを作ることができる理由は「BYDが元来電池メーカーである」ためで、電気自動車の価格の3-4割を占める電池のコストをコントロールできるBYDは車両価格も下げやすいのです。
一方、テスラは自分で電池を製造していますが、大部分はパナソニックやCATL、LGといった他の会社から電池を調達しています。この点で、テスラとBYDは少し戦略が異なります。
テスラがギガキャスト技術を導入して以来、多くの自動車メーカーがこの技術への興味を示しています。トヨタ自動車は、テスラが開発したギガキャスティング技術を採用すると公に発表しています。また、ゼネラル・モーターズや現代自動車もこの技術の導入を検討していると言われています。さらに、ボルボ・カーズ、ポールスター、Zeekr(吉利汽車のＥＶブランド)、小鵬汽車（シャオペン）、ヒュンダイも、ギガキャスト技術を使用するか、その導入計画を進めているとの情報があります。
ダイキャストマシンのメーカー
| 装置メーカー | 国籍 | 詳細 |
|---|---|---|
| IDRA | イタリア | LK Industriesの一部門として機能している。 テスラは2008年以来、IDRAからプレス機を調達。 ダイカストマシンのリーディングメーカーの一つ。 |
| LK Industries | 中国 | 金属鋳造機械の大手メーカー。 2008年にIDRAを買収。 |
| ビューラーグループ | 欧州 | 食品加工から金属変換までの技術ソリューションを提供する大手グループ。ダイカスト技術も持っている。 |
| 宇部興産 | 日本 | 化学、機械、建材などの多岐にわたる事業を持つ。 ダイカストマシンの部門も持つ。 |
| 芝浦機械 | 日本 | 産業機械の製造販売を行っている企業。 ダイカストマシンも取り扱っている。 |
| ワイズミ | 中国 | 金属鋳造機械の製造販売を行っている中国の企業。 ダイカストマシンの大手メーカーの一つ。 |
| ハイチアン | 中国 | 中国を代表する射出成形機メーカー。 ダイカストマシンの製造も行っている。 |
テスラは2008年以来、IDRAからダイカストマシンを調達しており、テスラのギガキャスティング技術の核心となっています。IDRAは、イタリアに本拠を置くダイカストマシンのメーカーです。中国のLK Industriesの一部門として機能しており、長年にわたり先進的な鋳造技術を提供してきました。
IDARの競合として、IDRAとLKの競合企業には、欧州のビューラーグループ、日本の宇部興産と芝浦機械 、中国のワイズミとハイチアンなどが挙げられます。
「ギガキャスト」によるメリット
ギガキャストの採用によるメリットは大きく以下の3つです。
- 部品の数を減らせる
- コストを削減できる
- 生産ラインを簡素化できる
テスラ社は、新しい車の製造方法である「ギガプレス」を使っていることで、いくつかのメリットを得ています。
一つ目のメリットは、部品の数を減らすことです。従来の方法では、100以上の個別の金属部品を組み立てる必要がありましたが、ギガプレスでは部品を溶接して一つの大きな部品にすることができます。
二つ目のメリットは、コストの削減です。テスラ社は、新しいモデルの後部に一つのコンポーネントを使うことで、関連するコストを40%も削減できたと述べています。
三つ目のメリットは、生産ラインの簡素化です。テスラ社では、ギガプレスを使うことで、ロボットの数を600台減らすことができたとされています。
結果、製造にかかる時間が短縮され、必要のない在庫を抱えることなく、顧客に迅速に車を届けることができるようになります。また、テスラ社はすでに複数の施設でギガプレスを使用しており、競合他社が同じ電気自動車を製造するのにかかる時間の1/3で、モデルYを生産することができると主張しています。
デメリット
ギガキャストのデメリットは、大きく3つあります。
- メンテナンス性の悪化と修理費用の増加
- 少量多品種には向かない
- 設計自由度の低下
メンテナンス性の悪化と修理費用の増加は、大きなデメリットです。たとえば、ボディ部分が一体に鋳造された車は、事故後の修理が難しくなったり、修理費用が高くなったりします。
交換する部品が大きくなり、コストがかかるばかりでなく、従来では修理の必要のない部分も取り替える必要があることもあります。
さらに、少量多品種には向かないというデメリットもあります。テスラのような自動車メーカーの場合、少ない車種を大量生産することで、新しい生産技術への投資回収が容易になります。しかし、トヨタに代表されるような、多様な車種を製造している自動車メーカーにとっては、新しい鋳造技術に多額のお金を投資することは難しくなるかもしれません。
また、設計自由度も低下します。車の設計をする際に、衝突試験などで問題が発生した場合に修正が困難になることを意味します。一つの大きなモジュールよりも、いくつかの小さな部品で構成された本体の方が、設計上の欠陥を修正するのが簡単ということです。
ボディ構造の一括プレス成型も視野
車体すべてをプレス製造する時代に、EVの複雑な足回りのほぼすべてを一体でダイカストできるようになるという最終ゴールも見え始めています。
それを“one-piece die casting（一体型ダイカスト）”と呼び、イーロン・マスク氏が3月に発表したテスラの“unboxed Process”製造戦略の中核になると考えられています。一体型のダイカストが実現すれば、今までの自動車の企画・開発・製造にかかる時間を3-4年から18-24か月に短くできると言われています。
アリックスパートナーズの分析によると、この一体型ダイカスト技術を使ったアルミニウムダイカスト市場は、昨年約730億ドルの価値があり、2032年までに1,260億ドルを超えると予測されています。つまり、この技術はとても注目されており、将来的にはとても価値のある市場になると予測されています。
まとめ
一体型ダイカストは、最新の自動車製造技術の一つです。車の一部である「足回り」を一つの大きなパーツとして作ることができます。この革新的な技術をテスラが導入しており、従来の開発・製造時間を大幅に短縮しています。将来的には一体型ダイカスト技術が成長し、市場価値が高まると予測されています。
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