1 月 22 日，廣東鴻圖宣布其 6800 噸新能源汽車底盤一體化壓鑄結構件成功下線，并將與力勁科技合作開發(fā)一個 12000 噸的壓鑄機。蔚來和小鵬的相關負責人都出席了鴻圖科技的發(fā)布會。

這是一個值得關注的信息，汽車百年制造的改革歷程又往前滾動了一大步。

一條由特斯拉所開啟的一體壓鑄道路展現(xiàn)了工程的魔法和魅力，充分地顯示了化整為零的工業(yè)效率，由原來70 多個部件壓縮成為 1 個部件，采用壓鑄后的 Model Y 成本降低了 20%，壓鑄方式可以回收廢料，實現(xiàn)幾乎 100% 的原料利用率。

這樣前所未有的工程探索，是對過去所形成的四大工藝：沖壓、焊裝、涂裝、總裝的流程變革。

這是一組生產(chǎn)效率和輕量化的密碼，越來越多車企正在一體化道路上前進，跟進的公司包括：蔚來、小鵬、理想、華人運通（高合）、沃爾沃、奔馳（EQXX) 等等。

在制造業(yè)，一條亙古不變的定理是，干苦活累活難以創(chuàng)造大規(guī)模利潤。而一體壓鑄的出現(xiàn)能不能洗刷這種刻板影響，給車企創(chuàng)造出一組搭魔方的密碼？

在看到特斯拉成功案例的同時，我們也必須意識到：這是一項新技術，涉及材料、模具、設備等一系列因素，它的面前有巨大的不確定性。

01、制造是特斯拉的核心競爭力

特斯拉在智能化上開風氣之先，在制造上也是獨領風騷。

馬斯克甚至對外表示：生產(chǎn)制造是特斯拉核心競爭力?！复笮丸T件、結構電池組、4680 電池及其他方面，會幫助我們持續(xù)降低產(chǎn)品成本。」

一直以來，特斯拉都秉持著「用機器生產(chǎn)機器」的思路，所有的出發(fā)點都是為了縮短從材料到產(chǎn)品的半徑。

特斯拉在生產(chǎn)制造當中，特斯拉作出了很多先鋒的改革，比如 Model 3 的自動化組裝生產(chǎn)線，包括運輸、裝載以及零部件焊接都是自動化產(chǎn)線。其中一體壓鑄是尤為成功的案例。

特斯拉 Model Y 所采用一體式壓鑄后地板總成，將下車體總成重量降低 30%，對應續(xù)航里程增加 14%，與此同時還帶來制造成本的下降，與原來相比下降 40%。

剩余的邊角材料回收利用率可達 90%。與此同時，選擇后地板集成還有一個好處就是規(guī)避掉造型的要求，只需要聚焦在厚度和性能即可。

此外，一體化車身壓鑄能減少焊接鉚接等工序，也能減少原來生產(chǎn)工序中機器人的投入。

以特斯拉的 Model Y 案例為例，一臺后地板壓鑄機可以各替代 300 臺焊接機器人，大大地減少了工廠產(chǎn)線部署的復雜程度，降低了后期的維護成本。

但一體壓鑄并非是一個拿來即用的方案，中間有大量的困難需要克服。

據(jù)今年 1 月鴻圖科技的交流會上透露：一體化壓鑄的產(chǎn)品主要難度在于設備、材料、工藝和模具，需要配置超大型（6000T 以上）壓鑄設備，同時由于產(chǎn)品體積大難以進行熱處理，需要在材料方面有所突破，生產(chǎn)工藝和模具會影響產(chǎn)品的成品率。

傳統(tǒng)壓鑄件鋁合金壓鑄件需要經(jīng)固溶和時效熱處理來滿足車身性能所需的強度、耐久性、抗沖擊性，而熱處理過程中壓鑄件很容易出現(xiàn)尺寸變形及表面缺陷的問題，這就需要開發(fā)出一種免熱處理的材料。

業(yè)內人士向汽車之心透露，免熱處理需要提高抗壓強度，目前免熱合金材料主要是美鋁、德國萊茵菲爾德，國內立中集團等代表企業(yè)較為領先。

事實上，特斯拉在材料上也做了大量的攻克。

先是挖人，特斯拉從蘋果挖來了頂級的鋁合金專家查爾斯·柯伊曼（Charles Kuehmann），由其同時負責 SpaceX 龍飛船和特斯拉的材料工程團隊。

在柯伊曼的主導下，特斯拉很快開發(fā)出獨家的用于一體式壓鑄技術的鋁合金配方，使得整體機械性能能夠上升 20% - 30%，能夠滿足碰撞的要求，壓鑄后不需要熱處理，可直接進入下一工序，節(jié)省超過了 6 個小時。

沃爾沃車輛平臺架構負責人 Mikael Fermér 在接受媒體采 訪時也表示：

「沃爾沃開發(fā)出了一種免熱處理的鋁合金材料，如果不是這樣的話，合金就像薯片一樣，非常脆。我們目前正在研究不同的合金，而我們面臨的困難在于，從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，我們需要合金中含有大量的再生鋁。我們正在研究 50% 的再生鋁。我們也在研究含有 100% 再生鋁的合金，但這些合金均尚未達到我們的目標標準?！?/span>

可見，免熱材料對于一體壓鑄影響是巨大的。

此外，模具、壓鑄工藝對一體壓鑄也產(chǎn)生重要的影響。噸位大的模具對精度的要求高，精度影響良品率；壓鑄對設計要求很高。

02、觀望中的傳統(tǒng)車企

既然是劃時代的技術和工藝，一向以制造見長的傳統(tǒng)車企為何遲遲不見蹤影？

一方面，是產(chǎn)品矩陣的問題，傳統(tǒng)車企的銷售主力是以燃油車為主，對于輕量化以及續(xù)航里程的增加的需求并不強烈，對于油耗的減少也沒有突破性的進展。

另一方面，是傳統(tǒng)車企需要看見正向的利率以及能夠形成足夠的規(guī)模效應才會傾向于采用新的工藝。

與此同時，一體壓鑄需要運用在全新的平臺，在設計之初就需要引入供應商，一起商定尺寸、性能。

此外就是涉及到一部分產(chǎn)線改造的問題，一體壓鑄意味著傳統(tǒng)的產(chǎn)線需要進行更新。

從供應商的審查、沖壓零件的采購定點、沖壓模具的制造、沖壓設備的使用，到焊接夾具的制造、焊槍的使用、檢具的開發(fā)、零部件的物流運輸，所有傳統(tǒng)沖焊的供應鏈環(huán)節(jié)已經(jīng)不再需要。

即使傳統(tǒng)車企在制造新的新能源汽車車型之時，也會優(yōu)先考慮燃油車原有的投資設備能否復用，如果能夠重復使用就繼續(xù)走沖壓、焊接的模式。

根據(jù)中金證券的報告：同樣年產(chǎn) 10 萬輛車，采用傳統(tǒng)沖壓-焊接工藝時，沖壓+焊接環(huán)節(jié)的設備總投資約5.2 億。若整車全部采用一體壓鑄工藝，相對應環(huán)節(jié)設備 總投資在 7.1 億，高于傳統(tǒng)沖壓-焊接投資額 36%。

上述種種原因，一體壓鑄對于傳統(tǒng)車企來說，都是需要一筆慢慢計算的賬。但是算賬不代表不關注，不跟進。

據(jù)了解，吉利、一汽、東風等都在布局，包括華為、小米也在考慮跟進。

03、緊緊跟隨的蔚小理們

特斯拉 Model Y 的成功展現(xiàn)了一體壓鑄所帶來的生產(chǎn)效率的提升、生產(chǎn)成本的有效降低。

作為擁抱新技術的新勢力們，也勇敢立在潮頭。

2021 年 10 月 18 日，蔚來宣布成功驗證開發(fā)了可用于制造大型壓鑄件的免熱處理材料。

這是中國車企首次將該材料驗證并應用于大型結構件上。

相比于一般的鋁合金壓鑄件需要經(jīng)固溶和時效熱處理來滿足車身性能所需的強度、耐久性、抗沖擊性，蔚來聯(lián)合合作伙伴開發(fā)的全新免熱處理材料，避免了傳統(tǒng)壓鑄件在熱處理過程中引起的尺寸變形及表面缺陷，讓大型車身壓鑄件成為可能。

蔚來免熱處理材料開發(fā)歷經(jīng)一年多的時間，在材料、零件、系統(tǒng)、整車等不同級別進行了上千次的測試驗證，來保證車輛性能的高品質和穩(wěn)定性。

據(jù)悉，全新材料將會應用在蔚來第二代平臺車型上。

在去年的 NIO Day 上，蔚來發(fā)布新車型ET5, 采用的是蔚來自研的四活塞鋁合金一體式鑄造卡鉗，據(jù)業(yè)內人士向汽車之心透露，目前一體壓鑄占整車成本約為 2000 人民幣/輛。

蔚來目前并不自己生產(chǎn)一體壓鑄件，而是找了兩家供應商——南通雄邦和重慶美利信來支持 ET5 的一體壓鑄。

據(jù)了解，南通雄邦已經(jīng)壓出樣件，會有半年的上車試驗時間；美利信的設備在去年底開始安裝，預計在 2022 年 4 月進行首次壓鑄。

與蔚來完全采用供應商的做法不同，小鵬選擇的是兩條腿走路。

在肇慶工廠，小鵬選擇采用供應商鴻圖的方案；而在小鵬武漢產(chǎn)業(yè)基地的規(guī)劃方案顯示：小鵬汽車武漢項目將建設沖壓、焊裝、涂裝、總裝、電池、電驅等工藝車間，以及一體化壓鑄工藝車間。其中，小鵬汽車將引進超大型壓鑄島。

另外，華人運通與上海交通大學輕合金國家工程中心在新材料新工藝開發(fā)、低碳輕合金產(chǎn)業(yè)化應用、人才培養(yǎng)等方面達成戰(zhàn)略合作，并已在技術開發(fā)層面取得實質性進展，雙方全球 TechCastTM 超大鑄件用低碳鋁合金，將在高合汽車后續(xù)車型上大批量采用。

04、潛力無限的一體壓鑄

一體壓鑄展現(xiàn)了工程的魔法和魅力，使得汽車的輕量化進程大幅提升。

德州超級工廠中的一體成型的前車體

據(jù)了解，現(xiàn)在特斯拉的后地板良品率已經(jīng)達到了 40%-60%。除了已經(jīng)量產(chǎn)的后地板，特斯拉的前地板已經(jīng)完成，中地板則還需要 2-3 年的時間，白車身一體化壓鑄的實現(xiàn)則至少需要 5-8 年時間。

隨著越來越多車企使用一體壓鑄，這種工藝的滲透率將會越來越高。另外，一體壓鑄逐漸延展至中部地板、電池托盤，其所占的整車成本就會越來越高。

可以說，一體壓鑄將是一條潛力無限的工程大道。

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