特斯拉、小米抢着用的压铸机 中国做到世界第一(图)

在最新的赛博越野旅行车Cyberturck上，特斯拉采用了9000吨级别一体压铸技术。 不久前的小米汽车技术发布会上，雷军也着重介绍了9100吨超级大压铸机。


雷军介绍9100吨超级大压铸机 这比特斯拉的9000吨压铸机，还多了一丢丢。 新能源车企表面上在卷配置，背地里早就在卷制造工艺了。 大压铸机，无疑是汽车制造的“大国重器”。 中国，如何做到了世界第一？


2022年底，特斯拉宣布将应用9000吨级的大吨位压铸机Giga Press生产皮卡/SUV车型的核心部件。 特斯拉扇动了第一下翅膀，随后，一场争抢大压铸机的风暴到来了。 各大造车新势力纷纷下场。 去年，问界对标9000吨大压铸机，小米直接以9100吨赶超。 这个“超级大压铸”成为世界第一还不到48小时，小鹏宣布其采用的12000吨一体压铸才是全球第一，并且提前打出后手明牌——将研发更大的16000吨级大压铸机。


小鹏12000吨一体压铸机 后者已于今年2月落地。 哪吒汽车也不示弱，联手某科技公司共同研发超20000吨一体化压铸机。 奇瑞汽车紧跟其后，要打造全球首个超万吨双压射成型工艺的大压铸机。 苹果手机曾经的bigger than bigger在新能源汽车赛道变成了现实，车企眼中的压铸机，没有最大，只有更大。 车企对压铸机的执着何以如此疯狂？ 实在是因为好处太多了。 首先，当然是提高生产效率。 大压铸机能够一次性制造出更复杂的大型部件，从而减少传统冲压和焊接所需的多道工序和时间。 其次，是能降低成本。 一体成型技术减少组件，减轻重量，也减少组件之间的连接点数量。 比如问界M9在9000吨压铸机的作用下，将222个零部件压铸成10个集成零件。 这意味一体化压铸车间只需要很少的操作工人，工厂占地面积也因生产流程简化而减少。 这些都大大降低了制造成本。 还有，一体化压铸使用的铝合金材料可以反复熔炼，提高了材料的回收利用率，与传统冲压件相比，材料利用率可达90%以上。 比如极氪009采用一体式压铸出整车中段的蜻蜓结构，相较传统焊接可减少零件16个，减少连接点66处，实现整车7%的减重。 对应到后续座椅的安装，刚度平均提升18%。 一体化压铸技术使汽车更轻、更强、更安全。


极氪009中段的蜻蜓结构 降本增效，省出来的都是纯利润，对股东有所交代；降低车价增加竞争力，在价格战的血红一片中杀出一条血路活下去，对企业有所交代。 换谁当车企老板，都会光速拥抱大型压铸机。 压铸机的好处还不止于此。 一体化压铸件整体受力更均匀，可提供更好的车身刚性和安全性，提升产品性能。 同时，铝合金部件有助于车身轻量化，进而提高新能源汽车的续航能力。 更安全更好用的车，这对消费者也有所交代。 一体化压铸还减少了工艺流程中需要管理的零部件数量，优化了物流和库存管理，简化供应链管理。 大压铸机的应用推动了新材料、新工艺的开发，如免热处理材料的使用，进一步提升了生产效率和产品性能。 新能源汽车行业的供应链管理和产业研发相关人员，也会拍手称快。 真是牵一发而动全身。 越大越好，大压铸机，正在重塑了汽车制造行业。


让新能源汽车竞相追捧的大压铸机，已经有两百多年历史了。 最初，压铸机是用来制造活字，搞印刷用的。 19世纪初，世界印刷业大发展。 1805年，美国人Elihu White 和William Wing发明了早期的铸字机。 半个世纪后出现的热室压铸机，虽然主要还是生产活字，但却标志着压铸技术“黄金时代”的开始。


19世纪中叶的压铸机 热室压铸机结构简单、操作方便、生产效率高，被广泛应用于低熔点合金的压铸，压铸机的用途大大拓展，开始在各行各业生产些金属小零件。 到20世纪初，随着应用领域不断扩展，对高熔点合金的压铸需求增加，这让冷室压铸机有机会发展起来。 冷室压铸机适应性广、压射压力高、易于实现自动化生产，在汽车、摩托车、3C产品等领域应用更加广泛。 再后来，镁合金压铸机和半固态镁合金压铸机也开发出来，专门用来处理镁铝合金等特殊合金的压铸。 直到今天，主流的压铸机大致就是这四类了。 虽然分类不同，但压铸机的原理大致相同，都是由合模机构、压射机构、液压系统和电力控制系统等各部分组成。 工作状态下，熔化的金属在高压作用下，高速填充至模具型腔内，在压力下凝固成所需的铸件。


半固态镁合金压铸机工作原理 压铸机除了在汽车行业大显身手，还在包括家电、医疗、光伏、机电、工具、建材等领域发挥着作用。 像手机、笔记本、数码相机、平板电脑这些数码产品的中框、外壳这些合金制品，就是用铝合金、镁合金这些软质金属材料经压铸后再精密机械加工而成。 在航空航天领域，由于铸件结构组件需要同时满足高强度、轻量化和高耐腐蚀性等要求，超大型压铸机的优势正好与之匹配。 比如，某航空公司开发的新一代短程客机的旋转翼翼梁，就是在超大型压铸机中生产出来的，重量轻、刚度高、造型美观、安全性高。


民航客机使用的压铸件 从国计到民生，大压铸机妥妥的大国重器。


中国压铸技术的应用起步较晚。 20世纪50年代，我国第一台国产全液压传动的冷室压铸机问世。


如今的冷室压铸机 上世纪80年代，借助改革开放的东风，以及五金、摩托车、手表等产业的快速发展，压铸生产企业迎来广阔的发展空间。 发展早期，由于部分高端压铸机及其相关配套技术仍然把控在德、日、美等国手里，中国的高端压铸产业一度被“卡”了脖子。 随着对科技创新和高端装备制造业发展的重视，通过自主研发和技术创新，我国逐步解决了压铸机核心部件的研发和制造难题。 去年10月，南方科技大学和桂林桂冶机械股份有限公司联合研发的中国首台真三轴六面顶液压机，在桂林经开区宝山高端装备制造产业园正式下线，打破了外国技术封锁。


真三轴六面顶液压机安装时的场景 免热处理的铝合金材料的研发成功，也打破了国外垄断，提高了材料的延伸率，降低了成本。 再加上高质量铸件、数字化智能化、绿色铸造等技术的协同发力，中国压铸机在设计水平、技术参数、性能指标、机械结构等核心技术领域处于国际前列，市场竞争力显著，对外部技术的依赖很低，压铸机产业链更安全。 有核心技术做基础，加上新能源汽车产业的蓬勃发展，最近两年我国压铸机的吨位持续刷新纪录。 早先汽车领域就用到很多压铸的合金部件，比如引擎缸体、汽车变速箱壳体等复杂铝合金零部件就都是压铸而成，但传统汽车上的铝铸件所使用的压铸机吨位基本都小于4000吨。 新能源汽车的快速崛起，对轻量化、高性能压铸件的需求不断增长，直接推动了大型压铸机的发展。 为满足新能源汽车对压铸的需求，各压铸机企业也不遗余力地推陈出新，压铸机的吨位也越来越大。 目前，世界上具备6000吨以上超大型压铸机制造能力的设备商屈指可数，分别是力劲集团、瑞士布勒、海天金属和伊之密。 除瑞士布勒之外，其余三家都是中国企业。 2022年，力劲集团子公司意大利IDRA制造出当时最大的GIGA PRESS 9000T超大型压铸机，向特斯拉得克萨斯州工厂交付使用。 去年，特斯拉又向力劲集团订购了三台9000T超大型压铸机。 同年，力劲还向沃尔沃提供了两台9000T超大型压铸机。


特斯拉订购的GIGA PRESS 9000T超大型压铸机 目前，全球最大的量产压铸机，应该是小鹏与力劲联合研发的16000T一体化压铸机。 一体化压铸技术的国产化大大加快了大型压铸机的普及，并促使压铸机行业与上下游产业形成紧密又完整的产业链。 你中有我的相互扶助，让技术进步更上一层楼。 今年2月，我国自研的“一体化压铸整体解决方案”由中信集团旗下中信戴卡公司成功落地。 该方案可将98个汽车零部件高度集成设计，一次性完成生产加工。 通过该方案生产的重载集成铸件车架，自重更轻，承载能力更强。


已投产的中信戴卡一体化压铸项目 当然，与瑞士布勒、德国富来、日本东芝等老牌资本主义国家的压铸机技术相比，我国压铸机仍有提升空间。 首先是软件，目前国产部分高端压铸机的控制系统、精密液压系统仍然需要进口。 其次是相关基础科学的底蕴，新材料、智能化、自动化以及能效管理等方面的技术积累，我国与最先进的技术依然存在差距。 最后是品牌价值，中国压铸机想要真正走向国际市场，品牌影响力与国际市场占有率也是必须迈过的坎。 想迈过这道坎，最强的助力来自国产新能源车。 前面提到的哪吒汽车联手力劲研发的20000+吨位压铸设备，可实现史无前例的B级车底盘制造等更大尺寸的一体化压铸，这将打破行业纪录。 到那时，造一个滑板底盘也就是一两分钟的事。 大压铸机是真正的大国重器，代表未来工业的发展趋势，将大范围地替代现在的冲压焊接工艺，优化工业化效率和质量。 中国压铸技术迭代更新，不仅促进了我国大型压铸机开发与制造，还提升了中国制造水平。 未来，一定还有吨位更大、性能更好的中国大压铸机横空出世。