一體化壓鑄引發(fā)了汽車生產(chǎn)制造革命。通過集成化制造的方式實(shí)現(xiàn)多個(gè)零部件的一次性成型，彌補(bǔ)了鋁合金結(jié)構(gòu)件在傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)工藝下的諸多弊端，是未來汽車提升用鋁量，追逐輕量化的絕佳選擇。目前一體化壓鑄工藝助力鋁合金車身向中低端車型滲透，2025年市場空間有望進(jìn)一步突破。

一、概念及優(yōu)勢

1. 概念

一體化壓鑄是將白車身上多個(gè)零件的復(fù)雜結(jié)構(gòu)變?yōu)橛脡鸿T工藝只使用一個(gè)零件的新型制造技術(shù)。汽車白車身是車身結(jié)構(gòu)件及覆蓋件的總成。

傳統(tǒng)汽車車身為鈑金焊接結(jié)構(gòu)，即“沖壓+焊接”模式，先將整卷鋼板或鋁板用多臺(tái)大型壓力機(jī)連續(xù)沖壓成小塊鈑金零件，再將沖壓完成的小塊鈑金件拼焊為車身結(jié)構(gòu)件，焊接完成的總成即為白車身。

目前除外覆蓋件外，其他所有結(jié)構(gòu)件和組件焊接環(huán)節(jié)通常交由零配件供應(yīng)商生產(chǎn)，整車廠則負(fù)責(zé)將結(jié)構(gòu)件/組件與其自產(chǎn)的外覆蓋件一起焊裝為白車身。

2. 優(yōu)勢

與傳統(tǒng)“沖焊”工藝相比，一體化壓鑄技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率、造車精度、安全性能、輕量化效果五個(gè)方面。

生產(chǎn)線成本下降：在傳統(tǒng)“沖焊”工藝下，白車身總成中需要進(jìn)行單獨(dú)加工的零部件達(dá)數(shù)百個(gè)，需要大量的沖壓機(jī)、模具、焊接夾具、檢測機(jī)等設(shè)備做支持，全套生產(chǎn)線規(guī)模大，成本高

相比之下，一體化壓鑄工藝將需要制備的零部件數(shù)量大幅削減，整個(gè)白車身的制備僅通過3-5臺(tái)大型壓鑄機(jī)，少量輔機(jī)及模具實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)線建設(shè)成本大幅下降。

此外，同等產(chǎn)能下，一體化壓鑄產(chǎn)線更節(jié)省廠房面積。

材料成本下降：在沖壓過程中，原材料受擠壓成型后將不可避免地產(chǎn)生邊角料，而一體化壓鑄時(shí)注入的液態(tài)金屬一比一等同于鑄件用料，材料利用率更高。

此外，傳統(tǒng)車身用料復(fù)雜，不同零部件通常對(duì)應(yīng)不同種類及材料型號(hào)，回收后僅可用于原材料生產(chǎn)，回收利用率約為70%，而一體化壓鑄件僅使用單一鋁合金，車身回收后可直接融化重制，回收利用率在95%以上。

一體化壓鑄下的鋁合金車身重量約為200-250kg，預(yù)計(jì)同級(jí)別傳統(tǒng)鋼鋁混合車身的重量在280kg左右，盡管鋁合金材料單價(jià)高于鋼材單價(jià)

但考慮到一體化全鋁車身用料更少，且具有材料利用率與回收率優(yōu)勢，一體化鋁合金車身的全周期綜合材料成本將低于傳統(tǒng)“沖焊”工藝全鋁車身及大部分鋼鋁混合車身。

人力成本下降：在一體化壓鑄下，車身焊接點(diǎn)大量減少，對(duì)于焊接技術(shù)工人的需求下降。目前國內(nèi)主流焊裝工廠通常配備200-300個(gè)工人，采用一體壓鑄技術(shù)后，所需的技術(shù)工人至少可縮減到原來的十分之一。

二、發(fā)展進(jìn)程

1. 特斯拉率先落地，其他主機(jī)廠跟進(jìn)布局

特斯拉已將一體化壓鑄技術(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)行布局。特斯拉在加州弗里蒙特、中國上海、德國柏林、美國得州分別設(shè)立工廠，同時(shí)擁有14臺(tái)一體化壓鑄設(shè)備。

其他主機(jī)廠跟進(jìn)布局一體化壓鑄技術(shù)。繼特斯拉之后，蔚來、小鵬、高合、小康賽力斯等新勢力以及長安汽車、大眾、沃爾沃等傳統(tǒng)車企均開始跟進(jìn)布局和規(guī)劃應(yīng)用一體化壓鑄技術(shù)。

2. 壓鑄商加快推進(jìn)一體化壓鑄進(jìn)展

我國汽車行業(yè)的主要鋁壓鑄商有：文燦股份、廣東鴻圖、拓普集團(tuán)、泉峰汽車、旭升股份、愛柯迪等，目前各鋁壓鑄企業(yè)都在加快一體化壓鑄布局當(dāng)中。

三、行業(yè)壁壘

1. 材料：免熱處理鋁合金

在材料方面，傳統(tǒng)的壓鑄件需要在壓鑄后進(jìn)行熱處理來優(yōu)化產(chǎn)品的機(jī)械性能，但由于通常一體化壓鑄件的尺寸較大，熱處理導(dǎo)致的變形和表面缺陷等問題就會(huì)突顯出來，造成成本損失。因此，免熱處理合金成為了一體化壓鑄行業(yè)的一個(gè)重要技術(shù)壁壘。

從當(dāng)前市場競爭格局上看，國內(nèi)外均有企業(yè)開發(fā)和推廣免熱處理鋁合金材料，其中包括了立中集團(tuán)、帥翼馳、華人運(yùn)通與上海交大、廣東鴻圖、特斯拉、美國美鋁、德國萊茵菲爾德等。

目前，特斯拉已將自研專利“用于結(jié)構(gòu)部件的壓鑄鋁合金”應(yīng)用于一體化壓鑄當(dāng)中，既堅(jiān)固又具有出色延展性，有效降低了特斯拉相關(guān)生產(chǎn)成本。

2. 設(shè)備：超大型壓鑄機(jī)

大型壓鑄機(jī)需要對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，并對(duì)各部分的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)理論、經(jīng)驗(yàn)以及制造工藝都有很高的要求。

同時(shí)，大型壓鑄機(jī)的“設(shè)計(jì)—試驗(yàn)—設(shè)計(jì)”周期非常長，前期需投入大量時(shí)間成本；大型壓鑄成形裝備造價(jià)高昂，一旦樣機(jī)試驗(yàn)失敗將帶來嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。

當(dāng)前用于一體化壓鑄的壓鑄機(jī)噸位都在6000T以上，部分公司已經(jīng)開發(fā)或引入了12000T甚至更大的超大型壓鑄設(shè)備。

大型壓鑄機(jī)從訂購到安裝調(diào)試完成至少需要一年的時(shí)間，同時(shí)當(dāng)前應(yīng)用較廣泛的6000T壓鑄機(jī)單套價(jià)格高達(dá)數(shù)千萬元，造成了較高的資金壁壘。

目前掌握此類重型壓鑄機(jī)的產(chǎn)商國內(nèi)只有以力勁、伊之密，國外以布勒為代表的為數(shù)不多的壓鑄機(jī)生產(chǎn)商。

3. 工藝與模具

壓鑄工藝壁壘：生產(chǎn)工藝會(huì)影響產(chǎn)品的成品率，由于一體化壓鑄技術(shù)正處于起步階段，需要壓鑄商在生產(chǎn)工藝上有豐富的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累才能保證量產(chǎn)的良品率。

我國的壓鑄商主要包括了文燦股份、廣東鴻圖、拓普集團(tuán)、泉峰汽車、旭升股份、愛柯迪等，目前各企業(yè)都在加快一體化壓鑄布局當(dāng)中。

大型模具生產(chǎn)壁壘：一體化壓鑄的零件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造費(fèi)用高、準(zhǔn)備周期長，對(duì)于壓鑄模具的生產(chǎn)提出了更高的要求，部分Tier1壓鑄商缺乏大型模具自研設(shè)計(jì)能力。

隨著超大型一體車身輕量化的大步推進(jìn)，廣州型腔、寧波臻至、寧波賽維達(dá)等模具企業(yè)均有所參與。

一體化壓鑄對(duì)模具的強(qiáng)度及韌性要求更高。與其他鑄造工藝相比，壓鑄工藝特性主要體現(xiàn)在“高速充型與高壓凝固”上，在溫度、真空、成型方案、工藝參數(shù)、后處理等方面都比傳統(tǒng)鑄造工藝存在更高要求。

相比普通壓鑄的模具，一體化壓鑄模具更復(fù)雜，對(duì)強(qiáng)度和韌性要求更高。

四、產(chǎn)業(yè)鏈

產(chǎn)業(yè)鏈上中下游聯(lián)動(dòng)，共同布局推進(jìn)一體化壓鑄的應(yīng)用。一體化壓鑄產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為材料、設(shè)備和模具，中游為壓鑄商，下游客戶主要為主機(jī)廠。

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