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鋁液在高溫烘烤下逐漸熔化，爐火映照下，它閃爍著銀白色的光澤。緊接著，巨型大噸位壓鑄機啟動壓鑄程序，將鋁液精準地注入到模具中，高溫和高壓將傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)所需沖壓焊裝的70多個零件合而為一，形成一件既完整又精確的車身部件……這就是小米集團創(chuàng)始人、董事長兼CEO雷軍口中的“工業(yè)巨獸”——一體化壓鑄技術設備。2023年12月28日，小米汽車舉辦技術發(fā)布會，發(fā)布與電驅(qū)技術、電池技術、智能駕駛和智能座艙等相關的核心技術，其中，一體化壓鑄技術成為業(yè)內(nèi)關注的焦點之一。雷軍認為，一體化壓鑄技術將成為未來汽車工業(yè)發(fā)展的趨勢，遂花重金打造小米超級大壓鑄。今年1月4日，小米集團為小米工程師頒發(fā)百萬美金技術大獎。其中，最高獎項得主之一便是一體化壓鑄技術。目前，在汽車制造業(yè)，一體化壓鑄技術是一個熱門話題。從去年12月20日起，除小米汽車外，蔚來ET9、問界M9、極氪007、小鵬X9等新車在發(fā)布時，都競相展示一體化壓鑄技術的應用。“小鵬X9采用12000噸一體壓鑄，公司正在研發(fā)16000噸一體壓鑄技術?！毙※i汽車董事長何小鵬透露。在12月27日極氪007發(fā)布會上，極氪智能科技CEO安聰慧著重介紹了一體化壓鑄技術?！盁o論從原材料、模具、設備，還是從整車的研發(fā)設計，我們?nèi)嬲莆找惑w式壓鑄技術。”他說。“M9采用“玄武車身”技術。該技術利用一體化壓鑄制造方法，在9000噸壓鑄機作用下，將222個零部件壓鑄成10個集成零件……”12月26日下午，在問界M9及華為冬季全場景發(fā)布會上，華為常務董事、終端BG CEO、智能汽車解決方案BU董事長余承東表示。9000噸、9100噸、12000噸、16000噸……一體化壓鑄技術正成為汽車制造業(yè)轉型升級的主流趨勢，各大車企都在布局。百年汽車工業(yè)史，就是一部不斷進步和革新的歷史。從20世紀初福特的流水線生產(chǎn)，到50年代豐田的“多品種，小批量”的精益生產(chǎn)，再到80年代大眾的平臺化、模塊化生產(chǎn)……每一次汽車生產(chǎn)革命的領導者，都在隨后的市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢。就像是一次歷史的接棒，如今，一體化壓鑄技術正引領著第四次汽車生產(chǎn)革命，它以其獨特的優(yōu)勢和巨大的潛力，有望成為未來汽車制造業(yè)的主導技術。過去，中國缺席了世界汽車生產(chǎn)的重大革新，如今能否成為一體化壓鑄技術的主角？
何為“一體化壓鑄” 通常而言，一體壓鑄技術是一種高效、精確的金屬成型工藝，它將壓鑄與機械加工相結合，實現(xiàn)了一次成型的目標。具體來說，一體壓鑄技術是將金屬熔融后，直接注入模具中進行壓鑄，無需進行二次加工的一種工藝。這種技術的關鍵，在于金屬、模具設計和制造。精確的模具設計，可以實現(xiàn)高精度、高質(zhì)量的產(chǎn)品生產(chǎn)。在汽車領域，一體化壓鑄技術最早是特斯拉在Model Y上實現(xiàn)量產(chǎn)，這一創(chuàng)新，在汽車制造領域堪稱革命性的突破。傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)中，需要經(jīng)過多道工序，如沖壓、焊裝等，每個都需要耗費大量的時間、人力和費用。而一體化壓鑄技術，將原本分散的多個零部件，在高溫和高壓下一次性壓鑄成型，實現(xiàn)了從70多個零部件到一體化部件的轉變。減少零部件數(shù)量、取消很多焊接工序、生產(chǎn)時間可以降低至幾分鐘……這一技術降低了資金、時間和人力成本，讓整車制造成本顯著下降，從而為后期給消費者讓利帶來空間。比如，特斯拉Model Y在上海工廠采用的一體化壓鑄技術，有效提高了生產(chǎn)效率。它整合多個生產(chǎn)過程的技術，直接將鋁合金原料轉化為成品，大大簡化了生產(chǎn)流程，進而降低大約40%的制造成本。其二，車身輕量化。車身過重是新能源汽車的一大弊端，不僅會增加能耗，降低續(xù)航里程，還對剎車和懸掛等系統(tǒng)造成較大的負擔，影響駕駛安全。一體化壓鑄技術助力電動車輕量化，減少零部件和車身重量，提高燃油效率和性能，延長續(xù)航里程，降低能耗，減輕剎車和懸掛系統(tǒng)負擔，增強駕駛安全。在空間利用率和整車集成度方面，一體化壓鑄技術的作用發(fā)揮到最大化。譬如小米汽車后地板，通過小米超級大壓鑄技術生產(chǎn)，實現(xiàn)了零件72合一、焊點減少840個，減重17%，車內(nèi)路噪降低2dB，生產(chǎn)工時減少45%。小鵬X9則通過后一體化壓鑄技術，將后地板、縱梁、橫梁、輪罩等多個零件集成在一個壓鑄件中。這種集成化設計，使得車身尺寸更加緊湊，同時保證了充足的三排和行李箱空間。“這不僅提高了空間利用率，還為車輛的操控性和舒適性提供了更好的基礎?！毙※i汽車相關人士表示。得益于“小米泰坦合金”壓鑄成型的一體化后地板及CTB一體化電池技術，小米SU7整車扭轉剛度高達51000N·m/deg，相當于傳統(tǒng)油車的兩倍。在車身工藝方面，采用一體式壓鑄后端鋁車身的極氪007，扭轉剛度達到43500 N·m/deg；問界M9使用核潛艇級2000MPa熱成形鋼，擁有9000噸一體化壓鑄工藝，號稱降低85%集成零件數(shù)、降低70%連接點數(shù)，提升23%扭轉剛度。根據(jù)問界官方信息，問界M9取得了C-NCAP五星認證、中保研3G認證。官方展示了模擬事故現(xiàn)場實拍視頻，號稱在重型卡車“前后夾擊”碰撞下，ABCD柱沒有變形。
孰強孰弱 幫寧工作室采訪了解到，問界、小鵬、小米、特斯拉和極氪各有千秋，孰強孰弱難以一概而論。? 譬如，特斯拉在該領域的應用已經(jīng)相當成熟，從Model Y車型量產(chǎn)，可以看出其在一體化壓鑄技術方面的領先地位。小鵬、小米和極氪等也在積極探索和應用一體化壓鑄技術，提高生產(chǎn)效率、降低成本，但它們的發(fā)展路徑、技術水平和應用程度有所不同。 “不同企業(yè)對一體化壓鑄技術的理解和實踐各有千秋，但技術要求與追求大同小異。”一名壓鑄領域?qū)＜冶硎?，新勢力車企因無歷史包袱，更靈活，能快速適應新技術，走在行業(yè)前沿。他進一步表示，傳統(tǒng)車企同樣反應迅速，雖然與新勢力存在時間差，但技術認同度高。除特斯拉外，國內(nèi)各廠家技術水平均處于同一歷史時期，在共同探索與進步。在問界M9發(fā)布會上，余承東宣布該車采用9000噸壓鑄機打造的“玄武車身”。緊接著，在小米汽車發(fā)布會上，雷軍也聲稱小米SU7將采用更高達9100噸的一體壓鑄技術。至于小鵬X9，則采用12000噸壓鑄機……哪吒汽車則宣布，開研20000+噸壓鑄設備，號稱“刷新行業(yè)紀錄”，將超越小鵬使用的12000噸壓鑄機，超越特斯拉、問界使用的9000噸壓鑄機，超越極氪等采用的7200噸壓鑄機，實現(xiàn)B級車底盤制造等更大尺寸領域的一體化壓鑄。“一體化壓鑄大噸位的好處，主要體現(xiàn)在提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和促進輕量化設計等方面。”一名業(yè)內(nèi)人士認為，要根據(jù)實際生產(chǎn)需求和生產(chǎn)規(guī)模來決定，而不是簡單地認為越大越好。他認為，大型的一體化壓鑄機可以生產(chǎn)更大、更復雜的零部件，但會帶來更高的成本和更長的生產(chǎn)周期。此外，大型壓鑄機對于模具的精度和穩(wěn)定性要求更高，對于操作人員的技能和經(jīng)驗也有更高的要求。比如，問界M9采用了具有創(chuàng)新性的“玄武車身”技術，利用一體化壓鑄制造方法，將87合一。通過小米超級大壓鑄技術生產(chǎn)的小米汽車后地板，實現(xiàn)了零件72合一，其尺寸比特斯拉大17%；小鵬則將整個前艙，后地板(含輪罩)分別總成集成，前后一體化壓鑄共集成167個零件。極氪在活動現(xiàn)場自豪地宣稱，全球首創(chuàng)中段一體式壓鑄“蜻蜓結構”，采用可變延伸設計，可柔性適配車型的軸距帶寬達到206mm。目前已首發(fā)搭載在極氪001 FR上，實現(xiàn)了量產(chǎn)首發(fā)。汽車上的一體化壓鑄部件損壞后難以替換，需要整體更換，雖然為車企簡化了生產(chǎn)過程，但增加了用戶的維修成本。例如，極氪在該部件上的亮點之一，是憑借獨創(chuàng)的四段分區(qū)碰撞策略，有效降低維修成本。雷軍曾坦言，在結構方面，小米還創(chuàng)造性地設計了三段式防撞設計，在普遍的中低速碰撞中，能夠?qū)崿F(xiàn)只更換防撞梁和潰縮區(qū)，不更換后地板，確保了維修經(jīng)濟性。“一體化壓鑄技術是一個不斷進步的過程，各品牌之間的差異，也反映了這一技術的多樣性和創(chuàng)新性。最終，孰強孰弱取決于各品牌在技術創(chuàng)新、生產(chǎn)效率、成本控制以及市場表現(xiàn)等方面的綜合實力?！庇行袠I(yè)人士認為。 一體化壓鑄技術具有諸多優(yōu)勢，也有不可避免的劣勢。比如對大型壓鑄機的依賴、高昂的設備成本、技術難度大、維修成本高等。“從產(chǎn)品設計、壓鑄材料性能、壓鑄工藝和質(zhì)量多個方面來看，產(chǎn)品的設計能力是首要的難點。其次，壓鑄材料的性能也是關鍵因素，需要滿足高強度、高精度和高可靠性的要求。最后，壓鑄的工藝和質(zhì)量也是重要的一環(huán)，需要確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性?！辈稍L中，相關人士坦言。他進一步透露，在國內(nèi)，雖然一些車企在大量宣傳一體化壓鑄技術，但實際上并未真正涉足前艙的制造，因為前艙的制造難度最大，對產(chǎn)品的碰撞性能和安全性要求極高。因此，在一體化壓鑄技術的發(fā)展中，需要綜合考慮設計、材料、工藝和質(zhì)量等多個方面，以確保產(chǎn)品的可靠性和性能。中金證券的研究報告指出，同樣年產(chǎn)10萬輛車，采用沖壓焊接工藝，設備總投資約為5.2億元；采用一體壓鑄工藝，設備總投資提升為7.1億元。除了壓鑄機、模具等設備投入，新材料與新工藝導致良品率低的問題，也直接拉高生產(chǎn)成本。“隨著技術不斷成熟，模塊化、標準化和職業(yè)化設計的進步，單一品種大批量不再是唯一最佳模式。靈活性、彈性也能滿足未來的中小規(guī)模定制需求，成本問題也不再是主要問題。”上述壓鑄領域?qū)＜冶硎尽?/span>此外，一直以來，一體化壓鑄技術都是制造與材料的雙高地，制造與材料同樣重要，缺一不可。可以說掌握自研材料，才能擁有一體化壓鑄技術的入場券。對此，車企紛紛開啟自研材料之路。小米與國家級實驗室合作，研發(fā)多元材料AI仿真系統(tǒng)，成功篩選出優(yōu)質(zhì)合金材料“小米泰坦合金”，在壓鑄、力學、耐久、循環(huán)和經(jīng)濟性能等方面，均表現(xiàn)出色。極氪則自研全新“纖晶”鋁合金材料，流動性更高，成型后的壓鑄件一致性更好、韌性更強，屈服強度提升10%以上……在國家層面，也出臺一系列相關政策，支待汽車壓鑄合金材料制造和關鍵技術研發(fā)，推動汽車實現(xiàn)輕量化、低碳化目標。去年4月，工信部等三部門聯(lián)合發(fā)布指導意見，推動鑄造和鍛壓行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。文件提出，到2025年，高端鑄件、鍛件產(chǎn)品取得突破，掌握一批自主核心技術，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應用；到2035年，行業(yè)進入國際先進行列，培育世界級優(yōu)質(zhì)企業(yè)集團和制造業(yè)集群。一邊是政策紅利，一邊是車企躬身入局，一體化壓鑄技術賽道也越來越擁擠。對于車企而言，掌握一體化壓鑄技術，并成功應用于生產(chǎn)中，將直接影響到其在新能源汽車市場的競爭力?？梢哉f，一體化壓鑄技術已成為車企決勝市場的關鍵之一。
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