铝合金压铸占77%的加工工艺,一体化压铸的发展走过了哪些关键拐点?

一体化压铸的发展,经历了从特斯拉率先量产验证、国内厂商设备与材料突破、到头部订单规模化落地三个关键阶段,目前正从技术验证期进入规模化应用期。 在铝合金加工工艺中,压铸是占比最大的主流工艺,2018年的使用比例约为77%,而一体化压铸正是基于压铸工艺中的超高真空高压铸造技术发展而来。这项技术的普及,离不开大吨位压铸机、免热处理材料以及成熟工艺的共同突破。

从特斯拉量产到国内厂商跟进

一体化压铸的起点,是特斯拉率先将这一工艺应用于车身制造。在应用节奏上,后地板因压铸难度相对较小,最先实现量产;随后特斯拉已生产出一体化压铸的前机舱,而前地板因所需压铸吨位更大,量产时间相对靠后。

国内厂商的跟进速度同样迅速。文灿股份从2020年下半年开始全面研发大型一体化车身结构件,2021年与力劲科技签署战略合作协议,采购多台大型压铸机,并于同年9月签约9000T超级智能压铸单元。广东鸿图则在2022年1月成功试制国内首套6800T超大型一体化铝合金压铸结构件模具。从设备吨位的跃升可以看出,一体化压铸对压铸机的大型化要求不断提高,这也是行业发展的核心硬件门槛。

材料与工艺的双重突破

一体化压铸的难点不仅在于设备,还在于材料和工艺的配合。与传统高压压铸相比,一体化压铸的铸件更大,成型时对压力要求更高,需要大吨位压铸机、复杂精确的模具设计、免热处理的铝合金材料,以及成熟的真空高压压铸工艺。这意味着一体化压铸技术的发展需要产业链整体联动,上下游公司互相合作。

在材料端,以文灿股份为例,其与立中合作开发的免热处理材料已获得蔚来认证,并已向奔驰交样。在模具端,文灿能够自主生产模具,并在抽真空、模流生产方面积累了成熟方案。工艺上的积累直接体现在良率上,文灿的良率控制在90%以上。相比之下,行业先驱特斯拉因抢先手,在产品力学性能及安全性上做了较大妥协,实际良率并不高。

从技术验证到订单放量

一体化压铸真正走向规模化的标志,是主流车企订单的落地。目前主要的一体化铸件订单(采购模式)中,蔚来ET5、ES6换代以及理想纯电平台等订单均由文灿股份获得。其中,蔚来ET5的一体化订单从第四季度开始贡献收入,ES6和理想平台随后加入,一体化压铸产品进入放量期。

从竞争格局看,目前一体化压铸存在自研和采购两种业务模式。自研模式以特斯拉、小鹏和沃尔沃为代表,采购模式以蔚来、理想等车企为代表。长期来看,采购模式有望成为主流,原因在于一体化压铸属于重资产领域,一条产线投资接近1亿元,年产能仅6-8万套,回报周期长;同时良率难以做高,设备越大技术壁垒越高,因此主机厂更倾向于将订单交给第三方压铸厂。目前全球能规模化生产铝结构件且经验丰富的Tier1厂商仅有5家,其中唯一的内资品牌是文灿股份。

常见问题

一体化压铸相比传统压铸的核心优势是什么?

一体化压铸采用超高真空高压压铸工艺,是高压压铸和真空压铸的结合。相比传统工艺,它能够将多个零部件整合为单一大型铸件,减少焊接和装配环节,提升生产效率,同时通过免热处理材料和大型压铸机实现车身结构件的轻量化。

目前国内哪些厂商在一体化压铸领域布局领先?

文灿股份在国内一体化压铸领域具备较强竞争力,从2020年下半年开始全面研发大型一体化车身结构件,已获得蔚来ET5、ES6换代及理想纯电平台等主要订单。广东鸿图、拓普集团、旭升股份、爱柯迪等厂商也在大型压铸设备方面有所布局。

一体化压铸未来的应用范围会如何扩展?

目前一体化压铸主要应用于乘用车下车身,包括后地板、前机舱和前地板三部分。随着技术发展,一体化铸件有望拓展至车身及底盘全系,单车总价值量有望进一步增加,市场空间也将随之打开。