一体化压铸是在传统高压压铸基础上,融合真空压铸演化而来的先进铸造工艺,其量产之路经历了从工艺分化到设备升级、再到超大结构件落地的多个关键节点。铝合金加工以铸造为主,铸造占比约77%(2018年数据),其中高压压铸因生产效率和性能均较高,成为铝合金铸件的理想选择;一体化压铸采用超高真空高压压铸,属于高压压铸与真空压铸的结合,需配合大吨位压铸机、更复杂精确的模具设计、免热处理铝合金材料及成熟的真空高压压铸工艺,才能实现超大尺寸铸件的量产。 从特斯拉率先实现后地板一体化压铸量产,到国内厂商试制6800T设备、签约9000T超级智能压铸单元,构成了这项工艺走向量产的核心拐点。

从高压压铸到一体化压铸:工艺演进的三个关键拐点

拐点一:高压压铸确立主流地位。 铝合金加工主要有压铸、轧制、挤压和锻造四大类工艺,其中铸造应用占比最大,2018年使用比例约77%。铸造内部又细分为高压铸造、真空压铸、低压铸造、重力铸造和挤压铸造,从各类压铸工艺参数比较来看,高压压铸的生产效率和性能都比较高,成为铝合金铸件的理想选择。

拐点二:真空压铸与高压压铸结合,催生一体化压铸。 真空压力铸造通过在压铸过程中抽除模具型腔内的气体,消除或显著减少铸件内的气孔和溶解气体,从而提高力学性能和表面质量。一体化压铸正是采用超高真空高压压铸工艺,属于高压压铸和真空压铸的结合。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,一般需要大吨位压铸机配合,同时需要更复杂精确的模具设计、免热处理铝合金材料以及成熟的真空高压压铸工艺。

拐点三:大吨位设备落地与超大结构件试制。 后地板一体化压铸难度相对较小,最先实现量产;特斯拉已生产出一体化压铸的前机舱。国内厂商方面,广东鸿图于2022年1月17日成功试制国内首套6800T超大型一体化铝合金压铸结构件模具;文灿股份于2021年9月与力劲科技签约9000T超级智能压铸单元;拓普集团向力劲订购了包括6台7200吨在内的21台套压铸单元。这些节点标志着产业链从设备端到产品端逐步打通。

量产落地为何需要产业链整体联动

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。对于铸件厂商而言,除了积累经验、改善工艺、提高良率以外,能够整合上下游资源、实现产业协同发展,也是一种核心竞争力。

从应用节奏看,未来三到五年,一体化压铸技术将率先应用在乘用车的下车身,即后地板、前地板和前机舱三部分。其中后地板最先实现量产,前机舱已有厂商生产,前地板因所需压铸吨位更大,量产时间会更晚。随着技术发展,一体化铸件还将拓展至车身及底盘全系。

常见问题

一体化压铸与传统高压压铸的核心区别是什么?

一体化压铸采用超高真空高压压铸工艺,属于高压压铸和真空压铸的结合。与传统高压压铸相比,其铸件更大,成型时对压力要求更高,一般需要大吨位压铸机配合,同时需要更复杂精确的模具设计、免热处理铝合金材料以及成熟的真空高压压铸工艺。

一体化压铸最先在哪些车身部件上实现量产?

后地板一体化压铸难度相对较小,是最先实现量产的部件;其次是前机舱部分,特斯拉已经生产出一体化压铸的前机舱;前地板因所需压铸吨位更大,会在前机舱量产之后再进行考虑。

国内厂商在大吨位压铸设备上有哪些布局进展?

广东鸿图于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,并将与力劲科技合作开发12,000吨的压铸机组;文灿股份于2021年9月与力劲科技签约9000T超级智能压铸单元;拓普集团向力劲订购了包括6台7200吨、10台4500吨和5台2000吨在内的21台套压铸单元。