在小鹏汽车黄埔工厂,12000吨超大型压铸机正在繁忙作业。而在偌大的厂区内,除了这台巨型压铸机以及鳞次栉比、码放整齐的后地板、纵梁、横梁等零部件,几乎看不到现场作业的工作人员。
小鹏汽车黄埔工厂的相关负责人表示,12000吨压铸机的使用,大幅提升了工厂的产能效率,相对传统工艺,焊装产线面积利用率可提升30%以上。
在此前小米汽车召开的技术发布会上,小米集团创始人、董事长兼CEO雷军也特别介绍了小米的超级大压铸技术,即9100吨一体化压铸工艺,并与特斯拉刚刚推出的9000吨压铸机进行比较。
一时之间,一体化压铸技术开始向万吨级演进,并持续升温。文灿股份、广东鸿图、今飞凯达、泉峰汽车、三祥新材、常青股份、万丰奥威等国内汽车零部件企业纷纷受益。
民生证券判断,2024年,一体化压铸车型将迎来上市热潮,行业渗透率有望快速提升。预计2025年国内一体化压铸件市场规模有望达299亿元。长期来看,一体化压铸技术较为成熟,头部压铸企业全球市场份额进一步提升,部分自主品牌整车厂有望参与中游生产,行业形成千亿市场规模。
驱动降本增效
传统的汽车制造流程主要包含冲压、焊装、涂装、总装四大工艺。其中,冲压环节指的是运用中小型压力机和模具使得钢材成型。
但新能源汽车时代,电动车为了通过减重车身提高续航,对铝合金材料需求更大,而铝合金零部件材料通常采取压铸方式。
在高压作用下,金属材料以高速充填进入模具型腔,并在压力作用下成形、凝固,进而形成铸件。
同时,一体化压铸也可以将多个单独、分散的零部件高度集成,压铸一次成型为几个大型铝铸件,从而替代多个零部件先冲压再焊接或铆接组合的方式。
一体化压铸将冲压和焊装环节合并后,不仅简化了车身的制造过程,也节省了生产线成本,提高了产线效率。
2020年,特斯拉使用了6000吨级的压铸机,首次在Model Y后地板部件生产过程中采用了一体化压铸技术,此举让Model Y后地板的零件减少了79个,焊点由700—800个减少到50个,相同部件的生产时间由至少两小时缩短至80—90秒。
特斯拉之后,大众汽车、沃尔沃、吉利汽车、小鹏汽车、蔚来汽车、理想汽车、AITO问界、哪吒汽车、高合汽车等,纷纷跟进一体化压铸技术。
小鹏汽车相关人士说,小鹏汽车最新推出的MPV车型X9就应用了一体化压铸技术,车辆的前舱、后地板均通过一体化压铸,共集成了167个零件,相比传统车身结构减重19%。
上述人士表示,一体化压铸技术的应用,除了可以实现车身轻量化,还可以进一步降低生产成本,提升效率。
据悉,目前小鹏汽车应用的最大吨位的压铸机可以集成70个零件,大幅度缩短了整车制造的零件供应链,同时降低了尺寸匹配的难度及提升了精度的一致性,为缩短整车开发提供了技术支撑,而这也进一步降低了综合成本。
极氪在打造新车009、007车型时,同样应用了一体化压铸技术。吉利控股集团总裁、极氪智能科技CEO安聪慧说,虽然目前一体化压铸技术带来的成本优势还没有完全体现,但未来其成本一定会降低。
“以极氪009为例,一体式压铸让009集成了约79个零件,未来极氪的新产品通过一体化压铸技术有望集成100多个零部件,大幅度缩减传统制造工艺的投资,降低人工成本,提升生产效率。”安聪慧判断,一体化压铸技术可以让车辆更加轻量化、更加安全,也能让生产成本更低。
此外,他判断,一体式压铸还能降低碳排放,这也是极氪积极应用该技术的重要原因之一。
“大压铸”时代来临
从6000吨到7000吨,再到9000吨乃至上万吨,伴随着一体化压铸技术的普及,越来越多的车企开始积极推进该技术的落地应用,并在压铸机的吨位上开启了一轮“军备竞赛”。
2022年年底,特斯拉宣布将应用9000吨级的大吨位压铸机生产皮卡车型的核心部件,此举引领了“大压铸”风潮。
此后,华为在发布与赛力斯汽车联合打造的AITO问界M9时透露,该车辆的“玄武车身”也采用了9000吨的压铸机制造。据悉,通过一体化压铸技术,该车型的222个零部件集成为10个一体化压铸零部件,零部件数量下降95%。同时,车辆连接点数量减少1440个,下降70%。
在小米汽车首场技术发布会上,雷军也特别介绍了小米的9100吨大压铸技术,并为该技术团队颁发了百万美元年度技术奖金。
实际上,在诸多车企的技术比拼之下,一体化压铸技术开始向万吨级演进。
目前,小鹏汽车已采用了12000吨级的压铸机。小鹏汽车内部人士说,小鹏汽车目前计划累计布局6台压铸机,其中两台已投入使用。
据了解,小鹏汽车还布局了16000吨级的压铸单元,后续将用来生产电池包部件。据悉,从2021年起,小鹏汽车就与广东鸿图开始合作探索一体压铸技术,在小鹏汽车黄埔工厂,双方更联手打造了“厂中厂”模式。
近日,哪吒汽车宣布,正联手力劲科技共同研发超20000吨的一体化压铸机;奇瑞汽车也于不久前表示,与力劲科技联合打造全球首个超万吨双压射成型工艺。
业内人士分析称,压铸机吨位越大,说明其压力越大,也更能压铸出尺寸更大、更复杂的铝合金部件。
“一体式压铸不是简单的开个模具就能做,更不是简单地叫代工厂供应零部件就能做到的,而是从材料端、模具端、设备端到整车的开发设计一体进行开发。”安聪慧表示,一体式压铸有很多的技术难点,一方面是设备,另一方面是材料。
据悉,由于铝材较为脆弱,在其中加入何种合金材料,以什么比例混合并进行压铸成型,是比较考验车企的核心技术的。安聪慧认为,车企押宝一体化压铸技术,并不是单纯地购买压铸机,而是要同步掌握原材料、模具和设备的研发设计。
产业链受益
近年来,伴随着汽车电动化趋势的深入,越来越多的车企开始布局一体化压铸技术,并集体押宝“大压铸”。
大型压铸机是实现汽车一体化压铸的关键。但大型压铸机工艺复杂,需要对复杂的系统进行协调控制,对理论、经验的要求高。
从过往的历史数据来看,压铸机的锁模力一般1年至2年才会实现一次跨越,每次提升约500吨。因此,大型压铸成形装备造价高昂,一旦试制失败将带来较大的经济损失,试错成本高。
近年来,伴随着整车企业对于大压铸技术的需求升温,与之相关的零部件企业也集体受益。
据悉,一体化压铸产业链参与者众多,其中上游包括免热合金、压铸设备、压铸模具等企业,立中集团、伊之密等就处于产业链上游,而文灿股份、拓普集团、广东鸿图则属于产业链中游的压铸供应商。
从全球范围来看,目前中国的大型压铸机厂商正充分受益于国产新能源汽车的崛起。公开数据显示,以力劲科技为例,该公司的压铸机在中国市场的占有率已超过56%,超大型压铸机在全球占有率超过90%。
一体化压铸产业链相对简单,上中下游细分赛道中,压铸设备由于短期内厂商进入难度大、投入资本高、研发时间长,壁垒相对较高。因此,对于压铸厂商来说,要想保持优势,一要产能布局充分,二要工艺水平领先,三要与整车企业深度合作。
正因如此,小鹏汽车才会在厂区中打造“厂中厂”,核心目标还是为了与压铸厂商保持密切协同。
小鹏汽车黄埔工厂的工作人员透露称,目前小鹏所采购的大型压铸机,需要通过5年时间分摊其采购及运营成本。从运营的角度来看,大型压铸机的运营成本还是比较高的。
中邮证券分析称,长期来看,未来汽车一体化压铸将逐步回归采购模式为主。主机厂自建产线一方面资金压力很大,并且后期运营管理非常耗费精力。目前,主机厂自研大压铸技术,核心目的还是为了便于后续与供应商之间的技术交流。
车企的入局,有利于一体化压铸技术的总体提升,特别是伴随着新能源汽车市场需求的铸件上行,一体化压铸产品将不断迭代升级。
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