科技行業(yè)從來不缺引領(lǐng)者。蘋果 的 iPhone 4 曾開創(chuàng)了智能手機時代, 特斯拉則引領(lǐng)了全球電動車狂潮。在 電動車如日方升之際,BBA 逐漸被比 亞迪、蔚小理們所取代,后者則成為 購車一族的首選項。不過,電動車雖 好,卻總有一個痛點揮之不去,那就 是續(xù)航。?
為了提高續(xù)航里程,各大產(chǎn)業(yè)鏈 公司絞盡腦汁。?
除了想方設(shè)法提高電池的能量密 度,主機廠還在汽車生產(chǎn)上挖空心思。 比如,特斯拉成功應(yīng)用在 model Y 量 產(chǎn)的一體化壓鑄,引得蔚來、小鵬乃 至大眾、奔馳等紛紛跟進,進而在 A 股掀起一波資本狂潮。?
一體化壓鑄有多好??
資本的選擇背后,是利益的權(quán)衡。?
汽車傳統(tǒng)制造工藝主要包括沖壓、 焊裝、涂裝、總裝等 4 個環(huán)節(jié)。在將 合金板材沖壓成不同的零部件單件后, 通過焊接、鉚接、涂膠等方式組裝成 白車身(車身焊接總成),再進行防腐、 噴漆等涂裝處理,最后將內(nèi)外飾、動 力總成、底盤總成等零部件裝配至車 身上完成整車總裝。?
由于汽車白車身由上百個形狀、 材料各異的零件組成,每個零件的誤 差都會影響整車的性能和安全。因此 主機廠必須對每個零件的設(shè)計到包裝 物流以及到廠驗收整改等全程嚴(yán)格檢 測和管控。這就增加了汽車生產(chǎn)成本, 效率也不高。
還有汽車重量的問題。根據(jù)國際 鋁業(yè)協(xié)會相關(guān)數(shù)據(jù),電動車重量與耗 電量正相關(guān),純電動汽車整車重量若 降低 10kg,續(xù)駛里程則可增加 2.5km。?
隨著輕量化需求的不斷增加,通 過鋁代替鋼以降低自重成為主流選擇。 鋁合金用量的逐漸提升,車身結(jié)構(gòu)件 拼接工藝采用原有的沖壓 + 焊接工藝 難度也相應(yīng)增加,從而導(dǎo)致成本上升、 效率下降。?
在這種背景下,一體化壓鑄應(yīng)運 而生。?
2020 年 9 月的電池日上,特斯拉 宣布 Model Y 將采用一體式壓鑄后底 板總成,將原來通過零部件沖壓、焊 接的總成一次壓鑄成型,相比原來可 減少 79 個部件,制造成本因此下降40%。而且一體化壓鑄后,Model Y 車 身重 66 公斤,比尺寸更小的 Model 3 同樣部位輕了 10-20 公斤。同時零件 一體成型在對應(yīng)碰撞時候能夠更好地 承受沖擊力,提升車身骨架安全性。?
不僅如此,采用一體壓鑄技術(shù)后, 生產(chǎn)流程簡化,在生產(chǎn)效率大幅提升 的同時,所需的技術(shù)工人大幅縮減, 人力成本也相應(yīng)降低。?
產(chǎn)業(yè)鏈公司積極布局?
新技術(shù)的應(yīng)用總要先突破技術(shù)難 點,大噸位壓鑄機就是其中之一。?
東吳證券研報顯示,不同尺寸的 汽車零部件的壓鑄,需要相應(yīng)噸位的 壓鑄機來實現(xiàn)。根據(jù)各家企業(yè)披露資 料測算,從鋁合金小件外殼(上限 1600T)到車身結(jié)構(gòu)件(減震筒 / 縱 梁 /A/B 柱 等 )( 上 限 4400T), 所 需壓機的鎖模力不斷提升,一般的高 壓壓鑄機在 1000-4400T 之間。更 大體積的產(chǎn)品,需要更大噸位的壓鑄 機配合,從目前的公開信息看,一體 化壓鑄所需壓鑄機基本都在 6000T 以上。
力勁科技是大噸位壓鑄機的主 要供應(yīng)商。2018 年,力勁科技旗下 IDRA 推出 6000T 超大噸位壓鑄機, 并于 2020 年供應(yīng)特斯拉,就此拉開超 大型壓鑄機的序幕。此后,力勁科技 又先后完成 6800T、7200T、9000T 壓鑄機的交付,并且與廣東鴻圖完成 12000T 超大噸位壓鑄的簽約。?
除了力勁科技,A 股海天精工的 兄弟公司海天金屬于去年 6 月,同旭 升股份、美利信科技、輝晗精密就超 大型壓鑄機簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,并于 同年交付了首臺 8800T 壓鑄機。A 股 注塑機龍頭伊之密也在今年 5 月發(fā)布 了 7000T 超大型壓鑄機,并與一汽鑄 造建立 9000T 壓鑄機的戰(zhàn)略合作。
采購壓鑄機的上市公司不止有廣 東鴻圖和旭升股份,文燦股份在國內(nèi) 的一體化壓鑄領(lǐng)域更是走在前列。?
公開資料顯示,文燦股份在 2021 年擁有 6000T 壓鑄機 2 臺,9000T2 臺。今年將擁有超大噸位壓鑄機 7 臺, 其 中 6000-7000T 的 壓 鑄 機 4 臺, 9000T 的壓鑄機 3 臺。在量產(chǎn)進度上, 去年 11 月文燦股份就完成 6000 半片 式后地板試制,9000T 一體化壓鑄也 已完成。在 2021 年年報中,文燦股份 稱已經(jīng)取得國內(nèi)頭部新勢力訂單,今 年將進入量產(chǎn)階段。?
此 外, 今 年 2 月, 拓 普 集 團 為 7200T 一體化超大壓鑄后艙的成功量產(chǎn) 舉行了隆重的下線儀式 ;愛柯迪此前宣 布擬購買 4 臺 6000T+ 壓鑄機; 泉峰汽車預(yù)計 2022 年底前 完成 7 臺大型壓鑄設(shè)備安 裝和調(diào)試 ;6 月嶸泰股份 與力勁集團簽署協(xié)議,向 力勁采購第一批 3 套 9000T 超大型壓鑄單元,后續(xù)會根據(jù)項 目進度追加采購。?
材料是一體化壓鑄的關(guān)鍵。?
熱處理通常是提升鋁壓鑄件強度 的工序。但是因為一體化壓鑄產(chǎn)品尺 寸較大,熱處理會導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)生形變。 因此,一體化壓鑄產(chǎn)品迫切需要免熱 處理合金。目前美國鋁業(yè)公司、德國 萊茵公司、特斯拉以及國內(nèi)的立中集 團、上海交大輕合金中心均研制了相 應(yīng)的免熱處理合金。
其中,立中集團于 2016 年開始 立項免熱處理合金項目研發(fā),2020 年 申請并相繼獲得了國家發(fā)明專利證書, 打破了國外在該領(lǐng)域的產(chǎn)品壟斷和技 術(shù)封鎖。帥翼馳集團的免熱處理合金 材料已通過蔚來汽車驗證,廣東鴻圖 也已研發(fā)三種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高 強度高韌性壓鑄鋁合金材料。
變革中無人能退?
在新能源車輕量化趨勢下,主機 廠的積極推動,意味著一體化壓鑄已 經(jīng)是大勢所趨。作為變革傳統(tǒng)汽車制 造工藝的新技術(shù),一體化壓鑄的出現(xiàn) 使得汽車零部件尤其是結(jié)構(gòu)件企業(yè)如 芒在背。?
一體化壓鑄所節(jié)省的成本,就是 部分零部件企業(yè)的利潤來源。?
在過去,一輛汽車的結(jié)構(gòu)件種類 繁多、形狀各異,可分配給多家廠商, 大家“共喝一鍋粥”。而一體化壓鑄得 到的是一個大型結(jié)構(gòu)件,考慮到汽車 的特殊性,很難將同一個結(jié)構(gòu)件分配 給多家企業(yè)來操作,而且主機廠與供 應(yīng)商的合作向來比較穩(wěn)定。也就是說, 如果一體化壓鑄的布局慢了, 未來就可能“喝西北風(fēng)”。?
這不僅僅是個別環(huán)節(jié), 而是對于絕大多數(shù)汽車零 部件企業(yè)都是如此。當(dāng)前 一體化壓鑄仍處于發(fā)展初 期,隨著技術(shù)的進步,未來可能 不僅僅汽車后底板,包括前底板、A/ B/C/D 柱、前圍總成等車身結(jié)構(gòu)件以 及電池盒等三電系統(tǒng)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝 都可能被重構(gòu)。誰也不知道什么時候 會輪到自己,能做的只有積極布局。?
不僅如此,一體化壓鑄讓汽車制 造工序更加簡易之后,未來是由主機 廠親自操刀,還是交給零部件企業(yè)參 與,也是個變數(shù)。如果越來越多的主 機廠選擇親自參與,那么留給零部件 企業(yè)的空間可能會更小。相比之下, 大型壓鑄機和免熱處理合金材料的機 會可能更確定一些。?
當(dāng)然,現(xiàn)在畢竟還是一體化壓鑄 發(fā)展的初期,未來行業(yè)如何演變并不 確定。對于零部件企業(yè)來說,除了擁 抱一體化壓鑄,或許也沒有更好的辦 法了。