近日，蔚來(lái)汽車(chē)創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官李斌公開(kāi)表示，因?yàn)閴鸿T件供應(yīng)不足，ET7的產(chǎn)量較計(jì)劃減少了幾千輛。而最近一段時(shí)間，汽車(chē)一體化壓鑄板塊，更是在國(guó)內(nèi)資本市場(chǎng)掀起一波上漲狂潮。至此，由特斯拉帶熱的這項(xiàng)新工藝，來(lái)到了輿論舞臺(tái)的中央。

一體化壓鑄熱潮來(lái)襲

開(kāi)始變得炙手可熱的一體化壓鑄，究竟什么來(lái)頭?據(jù)了解，作為傳統(tǒng)鋁合金壓鑄技術(shù)的創(chuàng)新，一體化壓鑄是使用超大型壓鑄機(jī)將零部件一次壓鑄成型，免去傳統(tǒng)多個(gè)零部件組合的過(guò)程。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就像是揉面團(tuán)，將鋁合金材料放進(jìn)壓鑄機(jī)中，一次“揉”成所需要的形狀。

其實(shí)在特斯拉之前，福特F150的制造就曾采用一體化壓鑄技術(shù)。而特斯拉Model Y量產(chǎn)一體化壓鑄的成功，加上媒體報(bào)道的發(fā)酵，讓這項(xiàng)技術(shù)成為車(chē)企的新寵，甚至有人將其譽(yù)為“汽車(chē)制造革命”。隨后，蔚來(lái)、小鵬汽車(chē)等造車(chē)新勢(shì)力紛紛跟進(jìn)一體化壓鑄;國(guó)外車(chē)企，如大眾、沃爾沃也在這個(gè)領(lǐng)域有所布局。

2020年特斯拉電池日發(fā)布會(huì)上，該公司首席執(zhí)行官馬斯克表示，Model Y將采用一體式壓鑄后底板，可將下車(chē)體總成重量降低30%，減少40%的制造成本。特斯拉計(jì)劃應(yīng)用2～3個(gè)大型壓鑄件，替換由370個(gè)零件組成的整個(gè)下車(chē)體總成，從而使重量進(jìn)一步降低10%，對(duì)應(yīng)車(chē)輛續(xù)駛里程可增加14%。

據(jù)悉，特斯拉美國(guó)加州弗里蒙特工廠、得克薩斯州奧斯汀超級(jí)工廠、德國(guó)柏林工廠、中國(guó)上海超級(jí)工廠四座整車(chē)廠，都已安裝超大型壓鑄機(jī)，用于生產(chǎn)Model Y一體成型的后底板。

蔚來(lái)汽車(chē)也積極行動(dòng)起來(lái)。去年，該公司宣布成功驗(yàn)證開(kāi)發(fā)了可用于制造大型壓鑄件的免熱處理材料。這是中國(guó)車(chē)企首次驗(yàn)證該種材料并將其應(yīng)用于大型結(jié)構(gòu)件。今年，蔚來(lái)ES7已開(kāi)始應(yīng)用一體化壓鑄新技術(shù)。

小鵬汽車(chē)也曾表示，未來(lái)將在武漢工廠建立新的一體化壓鑄工藝車(chē)間，同時(shí)引入超大型壓鑄島及自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。還有消息稱(chēng)，小鵬汽車(chē)計(jì)劃于2023年在全新純電動(dòng)汽車(chē)平臺(tái)上規(guī)模化使用一體化壓鑄技術(shù)。此外，高合汽車(chē)與拓普集團(tuán)聯(lián)合首發(fā)的一體化超大壓鑄車(chē)身后艙結(jié)構(gòu)件已量產(chǎn)下線(xiàn)，有望在后續(xù)車(chē)型上規(guī)?；瘧?yīng)用。

如今，一體化壓鑄這把“火”已從生產(chǎn)端蔓延至資本端，8月初以來(lái)，A股市場(chǎng)一體化壓鑄概念股勢(shì)頭強(qiáng)勁，相關(guān)上市公司股價(jià)創(chuàng)出歷史新高。在互動(dòng)平臺(tái)上，部分上市公司也多次被投資者問(wèn)及是否涉及這項(xiàng)技術(shù)及應(yīng)用。

“風(fēng)口”背后的內(nèi)驅(qū)力

國(guó)泰君安的研究報(bào)告顯示，一體化壓鑄應(yīng)用部件將由后底板逐步延伸至前車(chē)身下部、中底板、車(chē)門(mén)框架、副車(chē)架、下車(chē)體總成、A柱及B柱、座椅骨架及整個(gè)白車(chē)身。根據(jù)以上判斷，國(guó)泰君安預(yù)計(jì)，2025年，全球一體化壓鑄市場(chǎng)規(guī)模將提升至397.6億元，相比2021年累計(jì)增長(zhǎng)超47倍，2030年提升至8396.6億元，相比2021年累計(jì)增長(zhǎng)1023倍。

據(jù)了解，一體化壓鑄市場(chǎng)增長(zhǎng)主要得益于需求的變化。德邦證券研究報(bào)告指出，“雙碳”目標(biāo)的提出驅(qū)動(dòng)節(jié)能減排升級(jí)，燃油車(chē)油耗法規(guī)趨嚴(yán)，汽車(chē)輕量化成為主要技術(shù)解決方案。鋁合金因其低密度和優(yōu)性能的特點(diǎn)，可以在大幅降低車(chē)身重量的同時(shí)保證安全性能，因此全球汽車(chē)鋁化率呈現(xiàn)不斷升高趨勢(shì)。有業(yè)內(nèi)人士表示，在汽車(chē)輕量化背景下，一體化壓鑄將成主流，有望替代傳統(tǒng)沖壓焊裝工藝。

新能源與智能網(wǎng)聯(lián)獨(dú)立研究者曹廣平認(rèn)為，隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)尤其是電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一體化壓鑄技術(shù)火了起來(lái)并廣受關(guān)注，是因?yàn)楸澈箅[藏著一系列技術(shù)挑戰(zhàn)和應(yīng)用特點(diǎn)。與傳統(tǒng)燃油車(chē)相比，電動(dòng)汽車(chē)整備質(zhì)量更大，提高續(xù)駛里程所需增加的電池重量也不在一個(gè)數(shù)量級(jí)上。實(shí)際上，電動(dòng)汽車(chē)輕量化的需求比傳統(tǒng)燃油車(chē)更緊迫，所以本質(zhì)上傾向于使用鋁合金的輕量化技術(shù)。

“一體化壓鑄最主要的優(yōu)勢(shì)是減少零件數(shù)量，在車(chē)身設(shè)計(jì)、制造、采購(gòu)、人力等環(huán)節(jié)做了減法。比如，后底板這款部件，原先沖壓焊接的話(huà)，需要70多個(gè)零部件、70多副模具，假設(shè)一位工程師管理7個(gè)零件，那就需要至少10位工程師，這也意味著更多的采購(gòu)人員等。而把這些零件集成為一個(gè)大部件，就做到了減少零件數(shù)量和成本。”東北大學(xué)教授、育材堂(蘇州)材料科技有限公司首席技術(shù)官易紅亮對(duì)記者表示，一體化壓鑄的第二項(xiàng)優(yōu)勢(shì)就是由于大組件的出現(xiàn)，使得整個(gè)車(chē)身系統(tǒng)組裝的流程也得以簡(jiǎn)化。比如，原本零件需要很多焊點(diǎn)，大鑄件減少了焊點(diǎn)，焊裝車(chē)間的總體投入都會(huì)相應(yīng)地減少。

無(wú)論零部件數(shù)量的減少，還是工藝流程的簡(jiǎn)化，其背后都是降低成本的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。中汽中心相關(guān)技術(shù)專(zhuān)家對(duì)記者表示，一體化壓鑄的顯著優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)在零部件數(shù)量的減少上，從而降低了部件組裝成本及車(chē)身重量;當(dāng)壓鑄一體化部件產(chǎn)量達(dá)到一定規(guī)模后，將為車(chē)企帶來(lái)顯著的降本效果。

前方并非一片坦途

從一些證券機(jī)構(gòu)的研報(bào)和企業(yè)財(cái)報(bào)可見(jiàn)，相關(guān)企業(yè)紛紛加碼布局汽車(chē)一體化壓鑄技術(shù)。受整車(chē)企業(yè)的帶動(dòng)，很多壓鑄機(jī)廠商、零部件及材料企業(yè)也紛紛加入這條新賽道。

不過(guò)，一體化壓鑄技術(shù)和市場(chǎng)的發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)。前述中汽中心相關(guān)技術(shù)專(zhuān)家指出，除了壓鑄機(jī)等設(shè)備的產(chǎn)能限制外，一體化壓鑄免熱處理材料在整車(chē)應(yīng)用過(guò)程中還是存在一定的問(wèn)題。具體而言，免熱處理材料避免了大型部件由于熱處理帶來(lái)的部件變形，但同時(shí)也失去了重要的材料強(qiáng)化手段，使得強(qiáng)度等性能弱化。同時(shí)，大型部件內(nèi)部性能的不均勻性也是不容忽視的問(wèn)題，目前還需要通過(guò)工藝仿真、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、失效行為研究等指導(dǎo)部件在車(chē)身尤其是結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用。此外，目前市場(chǎng)上并沒(méi)有一種適用于所有條件的免熱處理材料，需要各家企業(yè)根據(jù)車(chē)型實(shí)際情況進(jìn)行探索，實(shí)現(xiàn)定制化開(kāi)發(fā)，這對(duì)于技術(shù)的推廣應(yīng)用也是一個(gè)較大的阻礙。

易紅亮認(rèn)為，一體化壓鑄發(fā)展的瓶頸主要有三個(gè)方面：一是投入成本，技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要通過(guò)量產(chǎn)分?jǐn)偰＞摺a(chǎn)線(xiàn)等的投入成本;二是工藝限制，用鋁合金做高壓鑄造，能夠達(dá)到的零件最小厚度存在限值，一般來(lái)說(shuō)很難做到小于3毫米，也導(dǎo)致最后鑄件未必能夠減重;三是運(yùn)營(yíng)管理，工廠需要對(duì)整個(gè)模具進(jìn)行熱平衡管理，很可能要配40臺(tái)控溫設(shè)備，從而大幅增加耗能，同時(shí)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的管理也面臨考驗(yàn)。

除了上述挑戰(zhàn)外，一體化壓鑄還面臨維修難的問(wèn)題。小零件破損了，更換容易，成本低;但一體化鑄件如果發(fā)生破損，更換的難度以及成本都會(huì)大增。特斯拉選擇汽車(chē)后底板進(jìn)行壓鑄，很大原因是這個(gè)部位碰撞受損的概率小，而且能夠更好地兼顧底盤(pán)操控剛性。

曹廣平表示，一體化壓鑄需要免熱處理鋁合金材料，這對(duì)鋁合金產(chǎn)業(yè)及供應(yīng)鏈的發(fā)展提出了更高的要求，而鋁合金的供應(yīng)渠道反而更窄。此外，壓鑄工藝也存在熱變形、組合控制難度大、成品率較難保證等問(wèn)題。同樣值得關(guān)注的是，不同車(chē)型之間通用件變少的問(wèn)題，各車(chē)型都需要單獨(dú)設(shè)計(jì)，一體化壓鑄件幾乎難以通用。

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