一体化压铸对应的模具属于铸造模具,其国产替代的关键卡点集中在模架供应、模具设计与原材料三处。铸造模具结构复杂,由成型部分、浇注系统、模架部分等组成,其中模架是超大型模具的主要成本之一,约占40%,且模具厂商一般需要外采模架,而大型模架市场非常集中,供应稳定性因此成为模具企业的关键变量。设计与原材料则是技术壁垒所在:设计需应对热平衡、进浆料方向、空气排出、脱模、机械加工等问题,CAE仿真总体网格数量达三到五亿;材料端则要求低偏析、超纯净、高等向性与均匀性。国内已出现广州型腔开发的国内首套6800T超大型一体化铝合金压铸结构件模具、宁波赛维达于2019年开发的全球首套6000T大型一体化后底板压铸模具等代表性产品,但高端设计与原材料仍是自主可控的核心难点。

卡点一:模架外采与大型模架市场集中

模架是超大型模具的主要成本之一,约占40%,其结构与精度会直接影响模具的结构和精度,使用中还需定期检测与维护。模具厂商一般需要外采模架,而大型模架市场非常集中,科佳(长兴)模架公司的市场占比超过80%。对模具企业而言,模架供应商的稳定成为关键之一,这也解释了为何部分企业选择以战略合作方式锁定模架供应——旭升集团与科佳(长兴)模架公司签订战略合作协议,在一体化车身结构件和一体化电池盒箱体等产品的模具开发及工艺应用领域建立合作关系。

卡点二:设计能力与原材料性能

模具的技术壁垒被认为是一体化压铸产业链中最高的环节,具体表现在设计与原材料选取两方面。设计难点包括热平衡、进浆料方向、空气排出、脱模取出成品、机械加工、模具材料选取等,模具设计阶段CAE仿真要求强大计算能力,总体网格数量三到五亿,传统软件算法和硬件难以满足。原材料方面,型腔与高温金属直接接触,反复经受激冷激热,工况恶劣,模具本身是消耗品,材料端需要较高的高热稳定性、高温强度、耐磨性、韧性、导热性等性能,并满足低偏析、超纯净、高等向性、均匀性要求。随着压铸模具大型化与精密程度提高,热平衡设计更复杂、机械加工难度更高,材料要求也随之提升。

国内进展与竞争格局

模具市场竞争格局处于“低端混战、高端缺乏”阶段,大型一体化压铸模具企业较少、集中度很高,代表性中高端生产商包括广州型腔、合力科技、赛维达等。广州型腔已开发出国内首套6800T超大型一体化铝合金压铸结构件模具,并与广东鸿图、力劲集团合作研发12000吨超级智能压铸单元;宁波赛维达于2019年开发全球首套6000T大型一体化后底板压铸模具。上市公司中,合力科技正积极推进大型一体化压铸模具项目,已配备一台1000吨合模机,可支持万吨级大型模具装配;旭升集团以模具起家,具备自主设计模具的技术。

环节关键情况
模架约占超大型模具成本40%,模具厂一般外采,大型模架市场高度集中
设计涉及热平衡、脱模、进浆料方向等,CAE仿真网格数量三到五亿
原材料需低偏析、超纯净、高等向性、均匀性,随大型化要求提升

常见问题

一体化压铸模具国产替代最难的是哪一环?

从产业链壁垒看,模具被认为是一体化压铸产业链中壁垒最高的环节,难点集中在设计与原材料选取。设计需要同时解决热平衡、进浆料方向、空气排出、脱模、机械加工等问题,材料则要在激冷激热工况下满足高热稳定性、高温强度、耐磨性、韧性、导热性以及低偏析、超纯净、高等向性等要求。模架虽属外采环节,但大型模架市场非常集中,供应稳定性同样是现实卡点。

国内企业在一体化压铸模具上已有哪些代表性突破?

广州型腔开发出国内首套6800T超大型一体化铝合金压铸结构件模具,并与广东鸿图、力劲集团合作研发12000吨超级智能压铸单元;宁波赛维达于2019年开发全球首套6000T大型一体化后底板压铸模具。此外,合力科技已配备1000吨合模机,可支持万吨级大型模具装配。这些进展表明国内在超大型模具产品层面已有落地案例。

模架为什么会影响模具企业的自主可控?

模架是超大型模具的主要成本之一,约占40%,其结构与精度直接影响模具的结构和精度,使用中需定期检测与维护。模具厂商一般需要外采模架,而大型模架市场非常集中,科佳(长兴)模架公司的市场占比超过80%。因此,模架供应的稳定性与协同开发能力,会直接影响模具企业的交付节奏与产品精度,这也是部分企业选择与模架厂商建立战略合作的原因。