新能源汽车销量促进压铸产业及一体化压铸发展

陶永亮，娄梦妮

（1.重庆川仪工程塑料有限公司，重庆 400712；2.重庆胜云模具制造有限公司，重庆 402260）

据中国汽车工业协会消息，2021 年，我国汽车产销分别完成2 608.2 万辆和2 627.5 万辆，同比分别增长3.4%和3.8%，结束了连续3 年的下降趋势。新能源汽车产销分别完成354.5 万辆和352.1 万辆，同比增长均为1.6 倍，市场占有率提升至13.4%，说明了新能源汽车市场已经从政策驱动转向市场拉动。从4 月份以来，年度出口首次超过200万辆，实现了多年来一直徘徊在100 万辆左右的突破；中国品牌汽车受新能源、出口市场向好带来的拉动作用，市场份额已超过44%[1].对于高度依赖汽车产业的压铸业来说，这无疑是一个利好消息。同时，目前新能源车企争先恐后采用大型一体化压铸结构件用于汽车底盘、电池包等，为“一体化压铸发展”提供强劲动力。

1 压铸件在汽车上应用概况

压铸件几乎涉及到所有的工业领域，如汽车、摩托车、仪表、通讯、航空等，其中汽车零部件压铸件应用最多，压铸件的加工依赖于模具上成型。发达国家与汽车相关的模具需求占模具总需求量的40%以上，目前我国与汽车相关的模具需求约占模具总需求量的30%，其中大部分压铸需求直接来源于汽车压铸件。在新能源汽车政策频繁出台的背景下，汽车行业升级换代、周期缩短以及产量连年攀升也为压铸行业及压铸模的发展带来了新的市场机遇和挑战。我国压铸模总产量仅次于美国，跃具世界第二位，可见压铸件行业生产量之大[2]。

压力铸造简称压铸，根据压力高低可分为低压铸造与高压铸造两类。目前几乎全部轿车变速器壳体、离合器壳体、水泵壳体、转向机壳体等均为铝合金压铸件[3]。还有汽车上的凸轮箱、发动机气缸体、气缸盖、进气歧管、摇臂、连接支架、传动器壳体、离合器壳体、车轮、制动器零件、罩盖壳体类零件等均可以实现压铸成型。

2 特斯拉Tesla 一体成型压铸件

2019 年，特斯拉在Model Y 车型生产项目中，对生产制造进行重大改进，引入一台大型压铸机，可将Model Y 车型的大部分框架组装成一个大件[4]。到2021 年初，特斯拉官方公布了上海超级工厂大型压铸机，至此，美国加州弗里蒙特工厂、得克萨斯州奥斯汀超级工厂，以及德国柏林工厂、中国上海超级工厂四座整车工厂都已安装超大型压铸机，用于生产Model Y 一体成型的后底板[5]。消息传出就在造车界和压铸界引起了“轩然大波”。不管是业内媒体还是行业内专业人士、企业家都纷纷惊叹。一体压铸成型工艺将会是“汽车车身工程的一场革命”，也是“压铸界前所未有的一场变革”。

汽车整车生产有四大工艺流程，冲压，焊接，涂装，总装。一体式压铸后地板总成的Model Y 所有零件一次压铸成型，零件数量比Model 3 减少79 个，焊点大约由700～800 个减少到50 个，应用了新合金材料，一体压铸的地板总成不再热处理，制造时间由传统工艺的1 h～2 h 缩减至3 min～5 min，能在厂内直接供货。意味着以冲压、焊装为主导的整车制造模式将被彻底颠覆[6]，将大大缩短整车组装时间，降低生产成本。

资料显示特斯拉上海超级工厂，一体化压铸降低成本约40%；加快生产流程，70 多个零件变成一个，1 000 多个工业机器人降至700 个；加固车体，减轻重量，有利于续航；提升产品一致性。190 s 内完成一个铸件。考虑20%维护时间，90%良品率，大致产量为330 件/台/天[7]。下一步将用2～3 个大型压铸件替换由370 个零件组成的整个下车体总成，重量进一步降低10%，续航里程可增加14%.普通电动车电池容量80 kW·h，用一体压铸车身减重并续航里程不变，电池容量减少约10 kW·h.以目前磷酸铁锂电池pack 成本600 元/kW·h 计算，单车成本可降低6 000 元。按照年产10 万台计算，一年可降本6 亿元!全球汽车制造业随之震动[8]!图1 所示为Model Y 一体式压铸后地板总成。

图1 特斯拉Model Y 一体式压铸后地板总成（网图）

一体式压铸制造过程极简，一个零件，不需要开发过多的工装设备，制造精度可控，维护成本极低。

一体式压铸只有一种材料，回收时可以将废料融化，材料的回收利用率极高。图2 为一体成型的车厢壳体，Model 3 上需要的70 多个零件，在Model Y 只需两个。两种颜色代表两个铸件装配。

图2 特斯拉Model Y 一体式压铸车身总成（网图）

3 一体式压铸对压铸界的影响

工欲善其事，必先利其器。一体式压铸给压铸界带来一场变革，包含着压铸机制造和压铸模具制造。

特斯拉得州超级工厂第一个Model Y 巨型压铸件使用意德拉公司Giga Press 6 000 t 级压铸机。特斯拉上海超级工厂大型压铸机是特斯拉与力劲科技子公司IDRA 联合研发的6 000 t 压铸机[9]。2021年4 月第16 届中国国际压铸展意德拉X-PRESS系列6 000 t 两板式压铸机在深圳全球首发。机型具有高效、稳定、重复精度高等优势，为压铸机超大型化提供了更多可能。X-PRESS 系列压铸机按照高端压铸机设计与制造，具有意德拉压铸机可靠性特点，为国内一体压铸成型企业提供了攻坚克难的利器。2021 年4 月，力劲集团在宁波首发9 000 t 巨型智能压铸机，在技术和结构上取得了很大的突破，充分满足汽车领域、大型重型压铸件及多部件的一体化生产工艺，为国内、国际压铸装备领域的可持续发展打下坚实基础[10]，这充分说明了我国在巨型压铸机研发与生产方面达到了世界的先进水平。除了力劲外，伊之密、海天金属等压铸机制造企业也加入了超大型压铸设备研发，更大地提升了中国压铸装备生产制造能力，让国产大吨位压铸装备拥有了更强的国际竞争力。图3 所示为力劲集团9 000 t巨型智能压铸机。

图3 力劲集团9000T 巨型智能压铸机（网图）

2021 年4 月10 日，美利信科技向海天金属购买一套HDC8 800 t 超大型压铸机在重庆签约[11]。12月下旬压铸机运到重庆，目前已安装和调试。8 800 t压铸机引进可实现包括新能源汽车在内的车身、底盘等大型结构件一体化、集成化压铸成型，降低了零件重量，实现了轻量化和成本降低，是未来汽车轻量化发展趋势。目前美利信安装了200 吨位的行车，成立大型压铸模具公司引进大型、先进的模具加工设备和组建大型压铸车间，将全面向大型压铸件加工发展，将提升重庆的压铸水平和大型压铸模制造能力。图4 为海天HDC8 800 t 超大型压铸机。

图4 海天HDC8800 吨超大型压铸机（网图）

超大型压铸模制造对我国模具行业，无论是加工设备还是制造工艺方面都面临着严峻的挑战，涉及到方方面面的工作。模具行业应抓住机会，发挥好协同作战，共同做好一体式压铸模开发和研制工作。

4 压铸企业和车企激励反响

特斯拉上海工厂大型压铸机的示范性应用有望带来其他新能源车厂乃至传统车厂的效仿，进而使传统车身生产模式发生变革，同时也给国内相关行业的厂家带来了巨大的促进作用。一石激起千层浪。我国压铸企业、车企激励反响。

4.1 对车企的影响

对车企的来说以冲压、焊装为主导的整车制造模式将被彻底颠覆，将大大缩短整车组装时间，降低生产成本，有着重要的意义，车企有了积极地反响。2021 年10 月13 日，小鹏汽车（武汉）有限公司向武汉经开区（汉南区）申报“小鹏汽车武汉产业基地项目”规划建筑方案。其中，将引进一套（条）以上超大型压铸岛及自动化线[12]。2022 年1 月7 日，小康股份召开投资者电话交流会，公司主要领导与广发基金等82 家机构连线进行线上交流。小康股份表示，预计今年年底到明年上半年，将实现一体化压铸车身。目前已经进入全面研发阶段[13]，还有较多的车企在计划中。

4.2 对压铸企业的影响

一体式压铸给压铸企业带来一场新的竞争，也给压铸企业带来了新的经济增长点。压铸企业迎来新机遇，压铸企业从购置超大压铸机开始，规划着新宏图。从2021 年4 月10 日美利信科技购买了8800 t 超大型压铸机后，拉开压铸企业进军一体式压铸领域的序幕。2021 年9 月4 日，拓普集团与力劲大型压铸单元签约仪式在宁波举行，就汽车轻量化、大型汽车结构件一体化成型项目达成战略合作。拓普集团采购21 台（套）力劲压铸单元，包括6台合模力7 200 t、10 台4 500 t、5 台2 000 t 的大型压铸机[14]。2021 年9 月6 日，文灿集团股份有限公司发布公司董事会议案，拟投1.9 亿元建新能源车一体化压铸件机加项目，该项目已在江苏南通完成了备案[15]。2021 年9 月18 日，东莞宜安科技订购的6 100 t 超大吨位压铸机为布勒品牌的设备一台，将用于生产大型精密压铸件整体集成产品。宜安科技在新能源汽车领域重点发展汽车产品整体集成，已配置4 200 t、4 000 t、2 700 t 等不同吨位的压铸机[16]。

2021 年11 月20 日，浙江华朔科技股份有限公司、宁波力劲科技有限公司战略合作签约仪式在宁波举行。华朔科技订购了力劲6 800 t、8 000 t 超大型智能压铸单元各1 台套，2 000 t 大型智能压铸单元6 台套。用于在新能源汽车、多部件一体化成型、汽车零部件轻量化制造等领域[17]。2021 年12 月9 日，广东鸿图科技股份有限公司今年已开展结构件一体化成型项目的大型压铸岛整体规划，并购置了一台6 800 t 压铸设备，目前正在进行设备安装。已进入小鹏汽车的配套体系[18]，并在2022 年1 月试模成功[19]。2022 年1 月4 日，天津雄邦压铸有限公司改造升级建设项目产能置换，方案为原天津雄邦天津经开区工厂的6 台套840 t 压铸机项目退出，置换成1 台套9 000 t 压铸机项目，产能不变[20]。2022 年1 月13 日，精诚工科汽车系统有限公司压铸分公司联合力劲、宁波赛维达、隆达铝业举办“集成式车身结构件压铸技术论坛”及“集成式车身结构件项目战略合作签约仪式”。精工压铸签约采购1 套8 000 t超大型压铸岛，部署集成式车身结构件的研发和生产[21]。

5 结束语

在工业4.0 时代，高度集成化和自动化的生产线所打造的智能工厂，是汽车制造商乃至制造行业的追求。力劲与特斯拉联手打造的车身一体压铸机，为汽车生产的变革带来了一个新的选择。目前，特斯拉已经采购了15 台IDRA 6 000 t 巨型压铸机。最近工信部表示，2022 年中国汽车市场将继续保持增长，汽车总销量预计达到2 750 万辆，同比增长5%左右。新能源汽车将达到500 万辆[22]。随着新能源汽车产能的提升和车身一体压铸的推广，压铸机迎来的可能是高达百亿的行业空间。面对着行业的变革，总会是“几家欢喜几家忧”的现象，压铸行业和压铸模具迎来新的机遇，随着行业变革向朝着智能制造、解放生产力、提高效益方向发展，带动经济向前发展，提高综合国力，提高我国在大型压铸件加工设备和大型压铸模制造能力在国际的地位。新能源汽车销量促进压铸产业及一体化压铸发展，一体化压铸推动了汽车轻量化的进程。