一體化壓鑄技術(shù)，是將原本設(shè)計(jì)中需要組裝的數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)零件，經(jīng)重新設(shè)計(jì)、高度集成，利用超大噸位壓鑄機(jī)，通過先進(jìn)壓鑄工藝，一體成形為一個(gè)超大尺寸的鋁制部件，實(shí)現(xiàn)原有功能的一項(xiàng)技術(shù)。自特斯拉首次應(yīng)用以來，一體化壓鑄技術(shù)在汽車中的應(yīng)用越來越多，多家主機(jī)廠紛紛采用，本文來了解一下。

一、特斯拉

“一體式壓鑄技術(shù)可以讓特斯拉造新車像造玩具車。”特斯拉CEO馬斯克曾這樣形容一體化壓鑄工藝。特斯拉屬于壓鑄車身的鼻祖了，是一體化壓鑄在汽車領(lǐng)域的開創(chuàng)與引領(lǐng)者。率先用于Model Y的整個(gè)后部車體，通過將鋁液壓入6000T壓鑄機(jī)內(nèi)，包括防撞鋼梁在內(nèi)，實(shí)現(xiàn)一體壓鑄成型，鑄造零件數(shù)量驟減。

圖 Model Y的鋁鑄件，超級(jí)大的鋁合金車體鑄件

圖 零部件數(shù)量驟減

Cybertruck沿用了Model Y的一體化方案即前機(jī)艙+后車身地板。

二、小米

小米的第一款車小米SU7采用了全自研“一體化大壓鑄技術(shù)”。整個(gè)壓鑄的關(guān)鍵流程可以分解成4步：

熔煉原材料，保持品質(zhì)、溫度的情況下精確定量供應(yīng)鋁液；

9100噸壓鑄機(jī)和閉環(huán)溫控設(shè)備集群，保證產(chǎn)品瞬間壓射成型；

100秒左右完成產(chǎn)品多工序、自動(dòng)化處理，完成生產(chǎn)；

對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。

小米完成了大壓鑄全套流程及標(biāo)準(zhǔn)自研：包括60個(gè)設(shè)備，并能精密控制433個(gè)壓鑄工藝參數(shù)。

可以看到，在行業(yè)前沿的大壓鑄技術(shù)方面，小米研發(fā)制造的超級(jí)大壓鑄的最大鎖模力達(dá)到9100噸，超過了特斯拉上海工廠的6000噸，也超過特斯拉美國(guó)工廠的9000噸。

除此之外，小米自研高強(qiáng)高韌免熱處理環(huán)保壓鑄材料“泰坦合金”，已經(jīng)運(yùn)用于小米SU7 車型 “72 合一”一體化壓鑄后地板中，該車型配備三段式后地板，相比傳統(tǒng)壓鑄技術(shù)“焊接點(diǎn)減少 840 處、車內(nèi)降噪能力提升 2dB、重量減輕 17%”，壽命 200 萬(wàn)公里以上，并能夠?qū)崿F(xiàn)較強(qiáng)的防撞能力。

三、極氪

極氪一體化壓鑄車間擁有全球首個(gè)大型一體化壓鑄L4級(jí)智慧產(chǎn)線。實(shí)現(xiàn)“透明、敏捷、智能”生產(chǎn)產(chǎn)線綜合效率提升30%，能耗降低10%，良品率高達(dá)92%，產(chǎn)線自動(dòng)化率達(dá)到100%。

極氪采用多段抽真空技術(shù)，降低填充阻力，減少壓鑄件孔隙率，讓生產(chǎn)的壓鑄件更密實(shí)；同時(shí)通過X光3D透視自動(dòng)識(shí)別軟件，能實(shí)現(xiàn)自識(shí)別、自反饋、自優(yōu)化工藝參數(shù)，識(shí)別準(zhǔn)確率99%以上。

極氪在2021年量產(chǎn)交付了其旗艦MPV極氪009，該車型大膽采用了一體化壓鑄后端鋁車身，這也是迄今為止量產(chǎn)最大的一體化后車身，該部件是直接壓鑄成一個(gè)車尾大零件的后端鋁車身，在工藝上減少了80個(gè)零部件、近800焊接點(diǎn)，生產(chǎn)效率提升60%，同時(shí)減重16%，變形量減少16%、彎曲剛度提升11%等。

之后在2023年，發(fā)布了車身中段一體式壓鑄結(jié)構(gòu)，將其中段一體式壓鑄結(jié)構(gòu)稱為“蜻蜓結(jié)構(gòu)”，使用7200T的壓鑄機(jī)，使得整體減少了16個(gè)部件、66個(gè)連接點(diǎn)，整車減重7%，座椅安裝點(diǎn)剛度平均提升18%，具有可變延伸設(shè)計(jì)。

另外，在維修性上，極氪也給出了方案：四段式碰撞分區(qū)策略。增加了可維修替換結(jié)構(gòu)，即使發(fā)生碰撞也可以減少維修成本。

四、小鵬

小鵬汽車已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一體化壓鑄技術(shù)的量產(chǎn)應(yīng)用。體現(xiàn)在小鵬G6和X9 MPV兩款車上。

小鵬G6采用前后一體式鋁壓鑄車身，使用12000噸級(jí)壓鑄機(jī)壓鑄，前后一體壓鑄集成零件數(shù)161個(gè)，零部件整合減輕了車身重量，比傳統(tǒng)鋼車身減重約17%；整車扭轉(zhuǎn)剛度大幅提升至41600N·m/deg。

小鵬X9中后地板使用了全球最大量產(chǎn)12000噸的壓鑄機(jī)，集成了167個(gè)零件，相比傳統(tǒng)車身結(jié)構(gòu)減19%。碰撞變形量減少20%，彎曲剛度提升40%，整車后部整體強(qiáng)度相比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度提升30%以上，并能達(dá)到46000N·m/deg整車扭轉(zhuǎn)剛度。

圖 小鵬G6前后一體化鑄造件

圖 小鵬X9 前后一體化壓鑄件

目前，它已經(jīng)采用了3個(gè)不同噸位的壓鑄機(jī)來生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，具體為：7000噸級(jí)壓鑄機(jī)用來壓鑄X9的前艙部，12000噸級(jí)壓鑄用來壓鑄X9后地板部分以及G6的前后車身件，16000噸級(jí)壓鑄單元正在安裝，后續(xù)將用來生產(chǎn)電池包部件。

五、哪吒

在一體壓鑄領(lǐng)域，在去年年末就與力勁集團(tuán)共同研發(fā)全球最大的20000+噸壓鑄設(shè)備，實(shí)現(xiàn)B級(jí)車底盤制造等更大尺寸領(lǐng)域的一體化壓鑄。壓鑄單個(gè)零件尺寸最大可達(dá)5㎡，超100個(gè)零件合為1個(gè)零件，減重15%，減少3000多個(gè)連接點(diǎn)，減少近百個(gè)工序，減少幾十甚至上百工人，減少約150臺(tái)機(jī)器人。

哪吒在2023年8月21號(hào)發(fā)布了浩智戰(zhàn)略，其中的滑板底盤很重要的一個(gè)技術(shù)就是一體化壓鑄，采用的也是前機(jī)艙一體化+后車地板一體化的方案。

六、理想

理想汽車首款純電車型MEGA，采用了一體化壓鑄技術(shù)，采用免熱處理一體壓鑄車身結(jié)構(gòu)，將包括后縱梁、底板連接板、梁內(nèi)加強(qiáng)板、后輪罩內(nèi)板等40多個(gè)零件的后底板骨架整合為1件，減少了幾百個(gè)焊接點(diǎn)，打造出大型一體式壓鑄后端鋁車身，重量減輕了20%。

理想采用的是對(duì)后地板骨架進(jìn)行了一體化壓鑄（即分體式的），因此它在集成（零部件減少，連接點(diǎn)減少）上是偏弱。

七、蔚來

蔚來ES8采用前后端一體鑄鋁車身，采用8800噸壓鑄機(jī)，后部則是一體式壓鑄件將31個(gè)零件集成一個(gè)。

而蔚來ET5則是蔚來首個(gè)采用一體化壓鑄的車型，將車身零部件數(shù)量由原來的54個(gè)集成為1個(gè)，生產(chǎn)時(shí)間縮短多達(dá)60%，車身后地板重量將降低30%，約13公斤，后備箱空間增加11L，整車抗扭剛度提升了10%，達(dá)到了34000 N.m/deg。

八、問界

問界M9采用了“玄武車身”設(shè)計(jì)，后地板、前機(jī)艙總成等零件均使用一體化壓鑄，采用9000噸一體化壓鑄機(jī)，這使得原本222個(gè)的車身零件銳減至僅僅10個(gè)，零部件數(shù)量下降95%，部件連接點(diǎn)數(shù)量減少1440個(gè)，下降幅度達(dá)到驚人的70%，扭轉(zhuǎn)變形剛度提高23%。從而顯著提升了車身的整體剛性和安全性。

九、大眾

在今年年初，大眾宣布，在位于德國(guó)卡塞爾的大眾集團(tuán)零部件生產(chǎn)基地，設(shè)立超大型鑄件技術(shù)開發(fā)中心，加快“一體化壓鑄技術(shù)”的應(yīng)用推廣。超大型鑄件，也被稱為大型一體化壓鑄件，被認(rèn)為是該集團(tuán)未來純電動(dòng)汽車（平臺(tái)）結(jié)構(gòu)件的關(guān)鍵技術(shù)。

圖 大眾在卡塞爾開設(shè)超大型鑄件技術(shù)開發(fā)中心

其實(shí)早在2022年5月，大眾汽車就試制出首個(gè)后車身一體式鋁壓鑄件樣件。該鋁壓鑄樣件采用4400噸壓鑄機(jī)生產(chǎn)，為SSP平臺(tái)開發(fā)，取代約30多個(gè)零部件，可以減重10kg。

十、東風(fēng)

近日，東風(fēng)汽車在第二十屆中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展（泰達(dá)）國(guó)際論壇上透露，東風(fēng)即將成為實(shí)現(xiàn)16000T一體化壓鑄設(shè)備的整車廠。

圖 16000T超大型壓鑄機(jī)

為推進(jìn)這一技術(shù)的應(yīng)用，東風(fēng)汽車已啟動(dòng)了一體化壓鑄產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項(xiàng)目。該項(xiàng)目通過廠中廠建設(shè)模式，打造一個(gè)占地56939平方米（約85.4畝）、建筑面積約48350平方米的一體化壓鑄聯(lián)合廠房。其中一期工程將建設(shè)兩條萬(wàn)噸級(jí)壓鑄生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)每年可生產(chǎn)20萬(wàn)件一體化壓鑄件。值得一提的是，東風(fēng)汽車已聯(lián)合開發(fā)出了一體化壓鑄樣件，實(shí)現(xiàn)了汽車車身的一體化設(shè)計(jì)和制造。

十一、豐田

豐田在2023年就已經(jīng)公開了其開發(fā)的車身一體壓鑄成型技術(shù)。旨在進(jìn)一步降低生產(chǎn)工序和成本，從而在難以通過傳統(tǒng)制造方式盈利的電動(dòng)車領(lǐng)域提高利潤(rùn)。

據(jù)豐田方面介紹，在使用一體壓鑄技術(shù)之前，一個(gè)完整的車身后部需要約86個(gè)不同的零部件，并且需要經(jīng)過33個(gè)獨(dú)立的工序來組裝。這一復(fù)雜的過程通常需要數(shù)小時(shí)來完成，在應(yīng)用一體壓鑄工藝后，車身后部只需一個(gè)單一的零部件和一個(gè)簡(jiǎn)單的工序。豐田計(jì)劃進(jìn)一步縮短時(shí)間，將工序縮短至約3分鐘。

據(jù)近日消息，豐田汽車最快將于今年在日本的一家工廠安裝一臺(tái)巨型一體化壓鑄設(shè)備，旨在降低電動(dòng)汽車的生產(chǎn)成本。

根據(jù)豐田的計(jì)劃，最初其將使用一體化壓鑄生產(chǎn)即將于2026年推出的雷克薩斯下一代電動(dòng)汽車LF-ZC。據(jù)悉，豐田汽車將使用一體化壓鑄設(shè)備對(duì)電動(dòng)汽車零部件進(jìn)行原型化生產(chǎn)，而非大規(guī)模生產(chǎn)。豐田將評(píng)估這項(xiàng)技術(shù)是否會(huì)減少零部件的數(shù)量、工藝流程，以及是否能讓電動(dòng)汽車的重量更輕。

十二、長(zhǎng)安

近期，長(zhǎng)安汽車攜手華為、聯(lián)通等頂尖企業(yè)，在重慶市渝北區(qū)成功打造了全域5G數(shù)智AI柔性超級(jí)工廠——長(zhǎng)安汽車數(shù)智工廠。工廠配備了4套7700噸的大型壓鑄島，實(shí)現(xiàn)了熔化、壓鑄、后處理、機(jī)加、裝配五大工藝的全自動(dòng)化生產(chǎn)。長(zhǎng)安啟源E07車型采用了前、后一體化壓鑄工藝，成功將163個(gè)零部件集成為2個(gè)零部件，整車重量降低了20%，鑄件時(shí)間僅需110秒。同時(shí)，該車型還首創(chuàng)了一模兩件的壓鑄工藝，實(shí)現(xiàn)了保險(xiǎn)杠件和一體壓鑄件的分開設(shè)計(jì)，通過機(jī)械結(jié)構(gòu)緩連，確保汽車在常規(guī)碰撞中不會(huì)損傷一體鑄件，從而降低了碰撞后的維護(hù)費(fèi)用。

十三、沃爾沃

在今年年中，沃爾沃宣布將在2026年推出全新車型EX60，這款車型將采用一體式鑄造工藝。目前沃爾沃汽車瑞典工廠的8400T超大型壓鑄單元已投入生產(chǎn)。布勒公司稱，該設(shè)備已于今年二月中旬生產(chǎn)了第一批一體化壓鑄件。沃爾沃引進(jìn)的該超大型壓鑄單元用于生產(chǎn)其下一代電動(dòng)汽車的后車身底板（或稱“后底板”）。完全投產(chǎn)后，每年可生產(chǎn)200,000多件一體化壓鑄件。

早在2022年年初，沃爾沃就宣布將投資100 億克朗對(duì)位于瑞典的Torslanda工廠進(jìn)行升級(jí)，其中關(guān)鍵一項(xiàng)就是引入了大型鋁制部件的鑄造工藝，主要是生產(chǎn)底盤后部的部件。