1、一体化压铸技术

一体化压铸技术是指通过大吨位压铸机，将多个单独、分散的铝合金零部件高度集成，再一次成型压铸为 1-2 个大型铝铸件。以前造一个 Model 3 后底板，如图所示的彩色部分。

需要先 冲压出 70 多个零件，然后经过焊装、涂装和总装制造工艺，把这些零件拼在一起，组装成一个底盘后底板。这个过程大概需要 1-2 小时。但是下面这个采用一体化压铸技术的 Model Y，把上面那个 70 多个零件变成了下面一个零件。

相比原来的 1-2 小时，这个压铸过程，只需要 45 秒 - 2 分钟。除了后底板，Model Y 车型的前舱和乘员舱也都将采用一体化压铸工艺，这几个大型压铸件可以替换原先 370 多个零件。这样做，能使整车减重 10%。大伙都知道减重对于电动车意味着什么，续航直接提升 14%。

2、德国产的Model Y“裂缝”了

一体式压铸形式上看，就像做月饼一样， 馅往模具里一塞，一压就成了，快是快，但是品控很难把握。但想做出好的压铸件是相当考究，这行跟做芯片一样，相当考验 “ 成品率 ”。

比如，结构越复杂，或者说薄壁或壁厚变化较多的结构，越难搓出好的冲型。除了工艺本身复杂以外，你还需要解决压铸程中的排气和冷却问题。所以在模具设计阶段，就得做好惰性气体保护、真空去孔技术等。

之后还有冷却、热处理等一系列的步骤，稍有差池，温度没控制好、密度没控制好、液流速度没控制好， 这些都会对压铸件的精度造成影响。

也是因为这样复杂的工艺流程，造就了特斯拉祖传的品控问题。比如最近一位德国推友新提了一辆特斯拉柏林工厂产的 Model Y。

到手一看，这车门、车窗还有车尾灯处硕大的缝隙，直接把人均强迫症的德国人整疯了。

3、一体化压铸技术应运而生

传统车身制造覆盖四大工艺，整车厂与零部件厂商分工合作。（1）冲压：借助压力机与模具将板材连续冲压为小块钣金零件；（2）焊装：将冲压好的车身零件用夹具定位，采用装配后焊接的方法将其接合形成车身总成（即白车身）；（3）喷涂：喷涂油漆于白车身上，起到防腐蚀与装饰的作用；（4）总装：将车身、动力系统、电控系统、内外饰等各零件装配生产为整车。

传统车身制造的各项流程由整车厂与零部件制造商合作完成，冲压环节分为整车厂冲压外覆盖件以及外部零部件厂冲压结构组件，由于结构组件的尺寸在 300mm 以下，一般采用中小型压力机，而覆盖件尺寸通常在 800mm 以上需要大型压力机连续冲压。

冲压环节完成后，零部件厂商采用多个机器人组成焊点车间进行组件焊接，之后再送至整车厂与其生产的外覆盖件焊接成白车身，并进行涂装和总装。相较于零部件厂，整车厂产线使用的压力机、模具、机器人远高于零部件厂，产线投资也更高。

随着压铸工艺不断发展成熟，汽车铝压铸占比越来越大。但在组装焊接的过程中，因为铝合金表面的氧化层熔点较高等特性，采用传统熔化焊存在热输入过大引起的变形、气孔、焊接接头系数低等问题，同时由于型材的厚度、断面都各不相同，在焊接时就产生了很多种组合，尤其在厚度差异很大时，热输入非常难以控制。

因此，传统的焊接工艺已无法满足铝合金材料的连接要求。目前采用的解决方法一类是发展先进焊接技术，包括主流的摩擦搅拌焊以及更加先进的激光焊。或者发展新型连接技术包括冲铆技术、螺栓自拧紧技术和胶接技术。

采用新型焊接和连接技术的方案在提高工艺难度的同时还会增加设备和时间成本。因此，改变传统车身生产流程先生产结构件后焊接组装的一体化压铸技术应运而生，一体化压铸所需生产零部件数量骤减，同时大幅减少焊接、涂胶环节，极大简化了车身整体生产流程。特斯拉专利中给出的一体化压铸设备 Giga Press 的生产节拍范围为 60－120 秒，可以显著提高车身的生产效率。

4、一体化压铸的技术推进

特斯拉破局车身一体化压铸，掀起汽车制造革命。2020 年 9 月 22 日，特斯拉宣布其 Model Y 将采用一体式压铸后底板总成，可使下车体总成重量降低 30%，制造成本下降 40%。

由于所有零件一次压铸成型，Model Y的零件数量比 Model 3 减少 79 个，焊点约由 700-800 个减少到 50 个；新的合金材料使特斯拉一体压铸的后底板总成不需要再进行热处理，制造时间由传统工艺的 1-2 小时缩减至 3-5 分钟，可实现厂内直供，如果采用传统冲压焊接工艺必须多线并进，才能满足生产节奏。

下一步，特斯拉计划用 2-3 个大型压铸件替换由 370 个零件组成的整个下车体总成，重量将进一步降低 10%，对应续航里程可增加 14%。

Model Y 的成功展现了一体压铸所带来的生产效率的提升、生产成本的有效降低。在特斯拉的引领下，以蔚小理为代表的造车新势力们积极布局一体化压铸技术，有望引领汽车制造业新的工艺革命。

汽车铝压铸属于资金密集型行业，一体化压铸进一步提升门槛。为了保证产品的精度、强度、可加工性等技术指标达到较高的水平，汽车铝压铸企业需要投入熔炼、压铸、模具生产、机加工、精密检测等加工设备，前期购置费用高。

为了提升产品质量与生产效率，部分行业龙头企业不断推进自动化、智能化战略，引入工业机器人广泛应用于压铸、精密机加工、去毛刺、抛光等各生产工序，以提高生产效率、降低生产成本、改善工作环境、精简生产用工、减少次品率以及提高产品质量稳定性，对企业的资金提出了更高需求。

一体化压铸的车身件通常具有尺寸大和结构复杂等特征，因此压铸过程中铝液在模腔内的流长较长，需要原材料具有良好的流动性。同时，一体化压铸件需要满足车身不同部位对受力、强度以及韧性的不同要求。

强度相关的结构件，抗拉强度通常≥210mpa，伸长率≥ 7％。韧性相关的结构件的抗拉强度通常≥180mpa，伸长率≥10％；然而随着流长增加，原材料充填远端的力学性能会有所下降，甚至与充填近端产生巨大差异，难以保证产品力学性能上的一致性。

一体化压铸要求更高工艺水平，压铸机吨位不断突破提升。目前量产的铝合金单体压铸结构零件，如后纵梁、减震塔、尾门内板以及门框加强板等，形状规则，结构紧凑，型面变化小，料厚相对均匀，因而易于压铸。

但一体压铸零件包含了整车左右侧的后轮罩内板、后纵梁、地板连接板、梁内加强板等零件，型面、截面以及料厚的变化都更加剧烈。因而一体式车身对工艺上的流态、压射比压与速度等参数的控制更加严格，对设备的精准与阈值、模具的抵抗冲击变形能力要求更为苛刻。

当生产乘用车和商用车的变速箱外壳与发动机缸体等铸件时，压铸机的锁模力大致要求在 5000 吨以内。随着一体化压铸技术的不断突破以及行业对轻量化的需求，一体化压铸的车身结构件尺寸逐渐增大，需要的压铸机的吨位相应提升。

一体化压铸提高了模具壁垒，抗压力和形状设计要求激增。模具的设计与制造是生产一体化压铸件的重要前端工序，随着压铸机锁模力的提高，一体化压铸件精度的增加以及压铸件“多合一”趋势带来设计复杂度的上升，模具的角度、热流道和制造成型难度提升，导致模具的抗压力、和形状设计要求激增。

国内一体化压铸模具逐渐向定制化发展，铝压铸企业基本具有模具自研能力。不同车型大小、空间、结构存在差异，导致一体化压铸件并不能成为大多数车企通用的标准件，需要根据不同车型单独设计，进行定制化开发。

由于模具壁垒的提高，铝压铸企业纷纷拓展技术团队成立单独的子公司或者部门，加强模具自研和定制化开发能力，随着一体化压铸的技术推进，铝压铸企业不断加强自主研发，部分龙头企业已经拥有大型和复杂模具的开发能力，具有先发优势。

文章来源： 差评，价值目录