当传统冲压遇到一体式压铸

2012年9月，苹果Iphone5手机发布会展示了第一部铝合金加玻璃贴片设计的手机机身，成为了iPhone 史上最轻的型号（比全塑料的5C还轻）。如今，智能手机品牌已经抛弃了传统的可拆卸电池的设计，越来越多转而使用一体化铝压铸的机身。在出行领域，电动汽车为了更长的续航里程和更高效的制造工艺，制造商们也选择了同样的路径。

2019年7月，美国电动汽车巨头特斯拉TESLA发布新专利“汽车车架的多向车身一体成型铸造机和相关铸造方法”（英文专利名 “Die Cast Aluminum Alloys for Structural Components,” 专利号：US 2019/0217380 A1），提出了车架一体铸造技术和相关的压铸设备的设计。该技术将通过超大吨位压铸机和大尺寸压铸模具，以及一种最新的免热处理铝合金材料实现（专利号：US 2019/0127824）。传统铝合金制成的汽车结构部件需要热处理工艺，以提高强度、硬度延展性和耐腐蚀性。为节省工艺成本，特斯拉同时开发出了不需要热处理同时具有高屈服强度和足够延展性的铝合金材料。

TESLA Model Y上应用的一体式铝压铸的后底板

自特斯拉在其车辆上使用了一体式压铸技术后，越来越多的汽车制造商开始加入这场“生产技术革命”。在2023年4月18日的“2023上海国际车展“现场，极氪汽车首款MPV车型极氪009。在极氪009身上，一体式压铸使整车刚度大幅提升，在遇到冲击时变形量减少16%，弯曲刚度提升11%，扭转刚度提升9.5%，可达36450N·m/deg。据悉，这台MPV车型使用这项技术后，消除了近800个焊接点，零部件数量减少80多个，重量减轻了16%。使其变得更轻。

小鹏汽车最近在发布“扶摇”架构采用的一体压铸件集成的零件数有161个，最大压铸力可达12,000吨。凭借该工艺，其整车扭转刚度大幅提升至42,000N·m/deg，比传统车身提升50%。通过提升车身集成度、整体精度与质量，提升车辆稳定性。

相比没有历史产能负担的“新势力”更愿意采用新工艺，传统汽车制造商由于沉没成本的存在而很难轻易做出投资创新工艺的决定，特别是传统燃油驱动车辆为主要产品的汽车制造商。然而有些传统汽车制造商，在设计全新纯电汽车平台时也在考虑一体式压铸。比如凯迪拉克最新的Celestiq电动轿车上使用了这项工艺。Celestiq在车身前后地板、底盘、减震塔等六个位置使用了大型的一体压铸式铝件。丰田汽车公司7月4日宣布，拟于2026年上市的电动汽车(EV)将采用新的行业技术“一体化压铸技术”。届时，丰田将采用不使用传送带的自行组装方式，可把生产工序和工厂投资减少二分之一。

丰田电动车的一体式压铸技术介绍

2022年10月份的奔驰汽车在「梅赛德斯-EQ科技日」上发布了概念车EQXX，后车身采用了名为“BIONEQXX”的仿生结构设计，其本质正是大型一体化压铸铝合金部件。大众计划在2026年的Trinity项目中引入一体式压铸车身。沃尔沃在瑞典Torslanda新工厂引入大型铝制车身部件铸造工艺计划开展一体化后地板的生产，大约在2025年将此零件应用于全新的全电动平台。可以预见，随着时间的推移，传统汽车制造企业的产能进入更新换代阶段，相关沉没成本逐渐归零，一体式压铸工艺也将逐渐进入传统燃油车的制造工艺选择范围。国内传统汽车制造商也已纷纷进入，长城精工于1月联合力劲、赛维达、隆达铝业（材料公司：立中集团孙公司）实施车身结构件项目战略合作。一汽集团由一汽铸造实施的一体式压铸新工厂建设6月份正式启动。长安汽车向伊之密订购的2台7000吨大型压铸机在8月份发运安装。奇瑞新能源汽车牵头完成的“纯电动汽车铝基框架车身高效绿色制造关键技术与应用”项目9月份获得安徽省科学技术进步一等奖。

而对于包括热成形工艺在内的传统冲焊零部件企业而言，一体式压铸技术的兴起带来了挑战，也同时带来了机遇。热成形工艺的发展得益于汽车轻量化，而电动汽车产业的发展又进一步推动了汽车轻量化向铝压铸和复合材料等轻质材料领域推进。«压铸周刊»杂志曾以“汽车冲压零部件厂商纷纷”跨界“投资压铸（一体化压铸）项目为哪般？”为主题，邀请了行业专业人士就此话题发表观点。大家就某些方面的认知比较有共识，比如一体式压铸需要对车身的撞击力分布需要重新设计以保护压铸件，压铸企业对车身件的设计原理和性能要求的认识，对主机厂的采购定点流程、零部件合作开发、质量体系管理概念的理解还有待加强。而车身冲压企业虽然是压铸工艺的外行，但在车身制造工程领域的协调开发和供应链管理方面经验成熟，通过收购压铸产能切入到压铸赛道是可行的。未来车身发展趋势将形成四个一体化：下车体一体化压铸成形，侧围总成一体化热冲成形，开闭件一体化注塑成形，车顶一体化玻璃。

全球一体化压铸设备市场空间测算

根据长期跟踪电动汽车和特斯拉新技术发展的美国Electrek网站在9月14日由主要撰稿人Fred Lambert发布的报道，根据五位特斯拉的内部人士分享，包含后底板、电池舱和前机舱三部分整合为一体的大压铸件已经试制成功，由英国、德国、日本和美国的设计和铸造专家联手创新打造，运用了3D打印和工业用砂。将用于特斯拉售价25,000美元左右的紧凑型电动轿车。虽然特斯拉尚未决定是否将新技术用于现有车型的下一代，但很快将会有答案。

多轴式压铸机总图

108 – 压铸模带注液机部件

110 – 导轨

114 – 压铸模型腔

116 – 一体式压铸件

随着车辆电动化的继续推进，一体式压铸势必将越来越多的进入电动汽车领域，并与传统冲压形成交叉渗透，也将逐渐影响汽车产业链的再布置。压铸技术本身是传统技术，一体式压铸为其开拓了新的应用，传统技术向新兴领域的应用转型也促使装备制造业进行转型升级。2019年1月17日，宁波海天金属成型设备有限公司压铸机生产基地项目开工。2023年4月11日济南二机床集团与全球知名的压铸机制造商意特佩雷斯集团签订战略合作协议。

随着包括热成形工艺在内的传统冲压领域对一体式压铸工艺认识的逐渐加深，必将以更开放的心态迎接这一跨界“新”技术带来的变革并与其协同发展。

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