小米问界小鹏都在上,一体化压铸哪家强

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作者|甄瑶

编辑|李国政

出品|帮宁工作室(gbngzs)

铝液在高温烘烤下逐渐熔化,炉火映照下,它闪烁着银白色的光泽。

紧接着,巨型大吨位压铸机启动压铸程序,将铝液精准地注入到模具中,高温和高压将传统汽车生产所需冲压焊装的70多个零件合而为一,形成一件既完整又精确的车身部件……

这就是小米集团创始人、董事长兼CEO雷军口中的“工业巨兽”——一体化压铸技术设备。

2023年12月28日,小米汽车举办技术发布会,发布与电驱技术、电池技术、智能驾驶和智能座舱等相关的核心技术,其中,一体化压铸技术成为业内关注的焦点之一。

雷军认为,一体化压铸技术将成为未来汽车工业发展的趋势,遂花重金打造小米超级大压铸。

今年1月4日,小米集团为小米工程师颁发百万美金技术大奖。其中,最高奖项得主之一便是一体化压铸技术。

目前,在汽车制造业,一体化压铸技术是一个热门话题。

从去年12月20日起,除小米汽车外,蔚来ET9、问界M9、极氪007、小鹏X9等新车在发布时,都竞相展示一体化压铸技术的应用。

“小鹏X9采用12000吨一体压铸,公司正在研发16000吨一体压铸技术。”小鹏汽车董事长何小鹏透露。

▲小鹏X9示意图

在12月27日极氪007发布会上,极氪智能科技CEO安聪慧着重介绍了一体化压铸技术。“无论从原材料、模具、设备,还是从整车的研发设计,我们全面掌握一体式压铸技术。”他说。

“M9采用“玄武车身”技术。该技术利用一体化压铸制造方法,在9000吨压铸机作用下,将222个零部件压铸成10个集成零件……”12月26日下午,在问界M9及华为冬季全场景发布会上,华为常务董事、终端BG CEO、智能汽车解决方案BU董事长余承东表示。

9000吨、9100吨、12000吨、16000吨……一体化压铸技术正成为汽车制造业转型升级的主流趋势,各大车企都在布局。

百年汽车工业史,就是一部不断进步和革新的历史。从20世纪初福特的流水线生产,到50年代丰田的“多品种,小批量”的精益生产,再到80年代大众的平台化、模块化生产……每一次汽车生产革命的领导者,都在随后的市场竞争中占据优势。

就像是一次历史的接棒,如今,一体化压铸技术正引领着第四次汽车生产革命,它以其独特的优势和巨大的潜力,有望成为未来汽车制造业的主导技术。

过去,中国缺席了世界汽车生产的重大革新,如今能否成为一体化压铸技术的主角?

01

何为“一体化压铸”

通常而言,一体压铸技术是一种高效、精确的金属成型工艺,它将压铸与机械加工相结合,实现了一次成型的目标。

具体来说,一体压铸技术是将金属熔融后,直接注入模具中进行压铸,无需进行二次加工的一种工艺。这种技术的关键,在于金属、模具设计和制造。精确的模具设计,可以实现高精度、高质量的产品生产。

在汽车领域,一体化压铸技术最早是特斯拉在Model Y上实现量产,这一创新,在汽车制造领域堪称革命性的突破。

它主要有4大优势。

其一,节省成本。

传统汽车生产中,需要经过多道工序,如冲压、焊装等,每个都需要耗费大量的时间、人力和费用。而一体化压铸技术,将原本分散的多个零部件,在高温和高压下一次性压铸成型,实现了从70多个零部件到一体化部件的转变。

减少零部件数量、取消很多焊接工序、生产时间可以降低至几分钟……这一技术降低了资金、时间和人力成本,让整车制造成本显著下降,从而为后期给消费者让利带来空间。

▲特斯拉Model Y示意图

比如,特斯拉Model Y在上海工厂采用的一体化压铸技术,有效提高了生产效率。它整合多个生产过程的技术,直接将铝合金原料转化为成品,大大简化了生产流程,进而降低大约40%的制造成本。

其二,车身轻量化。车身过重是新能源汽车的一大弊端,不仅会增加能耗,降低续航里程,还对刹车和悬挂等系统造成较大的负担,影响驾驶安全。

一体化压铸技术助力电动车轻量化,减少零部件和车身重量,提高燃油效率和性能,延长续航里程,降低能耗,减轻刹车和悬挂系统负担,增强驾驶安全。

其三,优化车身空间。

在空间利用率和整车集成度方面,一体化压铸技术的作用发挥到最大化。

譬如小米汽车后地板,通过小米超级大压铸技术生产,实现了零件72合一、焊点减少840个,减重17%,车内路噪降低2dB,生产工时减少45%。

▲小鹏X9示意图

小鹏X9则通过后一体化压铸技术,将后地板、纵梁、横梁、轮罩等多个零件集成在一个压铸件中。这种集成化设计,使得车身尺寸更加紧凑,同时保证了充足的三排和行李箱空间。

“这不仅提高了空间利用率,还为车辆的操控性和舒适性提供了更好的基础。”小鹏汽车相关人士表示。

其四,提升整车安全。

得益于“小米泰坦合金”压铸成型的一体化后地板及CTB一体化电池技术,小米SU7整车扭转刚度高达51000N·m/deg,相当于传统油车的两倍。

▲问界M9示意图

在车身工艺方面,采用一体式压铸后端铝车身的极氪007,扭转刚度达到43500 N·m/deg;问界M9使用核潜艇级2000MPa热成形钢,拥有9000吨一体化压铸工艺,号称降低85%集成零件数、降低70%连接点数,提升23%扭转刚度。

根据问界官方信息,问界M9取得了C-NCAP五星认证、中保研3G认证。官方展示了模拟事故现场实拍视频,号称在重型卡车“前后夹击”碰撞下,ABCD柱没有变形。

02

孰强孰弱

一些中国品牌在主打一体化压铸技术,哪家强?

帮宁工作室采访了解到,问界、小鹏、小米、特斯拉和极氪各有千秋,孰强孰弱难以一概而论。‍

譬如,特斯拉在该领域的应用已经相当成熟,从Model Y车型量产,可以看出其在一体化压铸技术方面的领先地位。小鹏、小米和极氪等也在积极探索和应用一体化压铸技术,提高生产效率、降低成本,但它们的发展路径、技术水平和应用程度有所不同。

“不同企业对一体化压铸技术的理解和实践各有千秋,但技术要求与追求大同小异。”一名压铸领域专家表示,新势力车企因无历史包袱,更灵活,能快速适应新技术,走在行业前沿。

他进一步表示,传统车企同样反应迅速,虽然与新势力存在时间差,但技术认同度高。除特斯拉外,国内各厂家技术水平均处于同一历史时期,在共同探索与进步。首先,吨位不同。

在问界M9发布会上,余承东宣布该车采用9000吨压铸机打造的“玄武车身”。紧接着,在小米汽车发布会上,雷军也声称小米SU7将采用更高达9100吨的一体压铸技术。至于小鹏X9,则采用12000吨压铸机……

哪吒汽车则宣布,开研20000+吨压铸设备,号称“刷新行业纪录”,将超越小鹏使用的12000吨压铸机,超越特斯拉、问界使用的9000吨压铸机,超越极氪等采用的7200吨压铸机,实现B级车底盘制造等更大尺寸领域的一体化压铸。

“一体化压铸大吨位的好处,主要体现在提高生产效率、降低成本、提高产品质量和促进轻量化设计等方面。”一名业内人士认为,要根据实际生产需求和生产规模来决定,而不是简单地认为越大越好。

他认为,大型的一体化压铸机可以生产更大、更复杂的零部件,但会带来更高的成本和更长的生产周期。此外,大型压铸机对于模具的精度和稳定性要求更高,对于操作人员的技能和经验也有更高的要求。

其次,压铸车身部位不同。

比如,问界M9采用了具有创新性的“玄武车身”技术,利用一体化压铸制造方法,将87合一。

▲小米汽车示意图

通过小米超级大压铸技术生产的小米汽车后地板,实现了零件72合一,其尺寸比特斯拉大17%;小鹏则将整个前舱,后地板(含轮罩)分别总成集成,前后一体化压铸共集成167个零件。

极氪在活动现场自豪地宣称,全球首创中段一体式压铸“蜻蜓结构”,采用可变延伸设计,可柔性适配车型的轴距带宽达到206mm。目前已首发搭载在极氪001 FR上,实现了量产首发。

第三,用户思维是关键。

汽车上的一体化压铸部件损坏后难以替换,需要整体更换,虽然为车企简化了生产过程,但增加了用户的维修成本。

例如,极氪在该部件上的亮点之一,是凭借独创的四段分区碰撞策略,有效降低维修成本。

▲极氪汽车示意图

雷军曾坦言,在结构方面,小米还创造性地设计了三段式防撞设计,在普遍的中低速碰撞中,能够实现只更换防撞梁和溃缩区,不更换后地板,确保了维修经济性。

“一体化压铸技术是一个不断进步的过程,各品牌之间的差异,也反映了这一技术的多样性和创新性。最终,孰强孰弱取决于各品牌在技术创新、生产效率、成本控制以及市场表现等方面的综合实力。”有行业人士认为。

一体化压铸技术具有诸多优势,也有不可避免的劣势。比如对大型压铸机的依赖、高昂的设备成本、技术难度大、维修成本高等。

“从产品设计、压铸材料性能、压铸工艺和质量多个方面来看,产品的设计能力是首要的难点。其次,压铸材料的性能也是关键因素,需要满足高强度、高精度和高可靠性的要求。最后,压铸的工艺和质量也是重要的一环,需要确保产品的稳定性和一致性。”采访中,相关人士坦言。

他进一步透露,在国内,虽然一些车企在大量宣传一体化压铸技术,但实际上并未真正涉足前舱的制造,因为前舱的制造难度最大,对产品的碰撞性能和安全性要求极高。因此,在一体化压铸技术的发展中,需要综合考虑设计、材料、工艺和质量等多个方面,以确保产品的可靠性和性能。

中金证券的研究报告指出,同样年产10万辆车,采用冲压焊接工艺,设备总投资约为5.2亿元;采用一体压铸工艺,设备总投资提升为7.1亿元。

除了压铸机、模具等设备投入,新材料与新工艺导致良品率低的问题,也直接拉高生产成本。

“随着技术不断成熟,模块化、标准化和职业化设计的进步,单一品种大批量不再是唯一最佳模式。灵活性、弹性也能满足未来的中小规模定制需求,成本问题也不再是主要问题。”上述压铸领域专家表示。

此外,一直以来,一体化压铸技术都是制造与材料的双高地,制造与材料同样重要,缺一不可。可以说掌握自研材料,才能拥有一体化压铸技术的入场券。

对此,车企纷纷开启自研材料之路。小米与国家级实验室合作,研发多元材料AI仿真系统,成功筛选出优质合金材料“小米泰坦合金”,在压铸、力学、耐久、循环和经济性能等方面,均表现出色。

极氪则自研全新“纤晶”铝合金材料,流动性更高,成型后的压铸件一致性更好、韧性更强,屈服强度提升10%以上……

在国家层面,也出台一系列相关政策,支待汽车压铸合金材料制造和关键技术研发,推动汽车实现轻量化、低碳化目标。

去年4月,工信部等三部门联合发布指导意见,推动铸造和锻压行业高质量发展。文件提出,到2025年,高端铸件、锻件产品取得突破,掌握一批自主核心技术,实现产业化应用;到2035年,行业进入国际先进行列,培育世界级优质企业集团和制造业集群。

一边是政策红利,一边是车企躬身入局,一体化压铸技术赛道也越来越拥挤。

对于车企而言,掌握一体化压铸技术,并成功应用于生产中,将直接影响到其在新能源汽车市场的竞争力。可以说,一体化压铸技术已成为车企决胜市场的关键之一。

       原文标题 : 小米问界小鹏都在上,一体化压铸哪家强

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