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中投網(wǎng)2024-11-15 08:40 來(lái)源:中投網(wǎng)
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前言
隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格和新能源汽車市場(chǎng)的快速增長(zhǎng),汽車輕量化成為行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵趨勢(shì)。一體化壓鑄技術(shù)作為輕量化的重要組成部分,正逐漸被全球汽車制造商所采納。特斯拉等領(lǐng)先企業(yè)的創(chuàng)新實(shí)踐,不僅推動(dòng)了鋁合金材料和壓鑄工藝的革新,也提升了生產(chǎn)效率和成本效益。然而,一體化壓鑄行業(yè)的高技術(shù)門(mén)檻和資金投入要求,為新進(jìn)入者帶來(lái)了顯著的挑戰(zhàn)。
一、汽車輕量化發(fā)展情況
汽車輕量化技術(shù)在環(huán)保法規(guī)的推動(dòng)下,正受到全球汽車制造商的廣泛關(guān)注。2022年,全球汽車輕量化行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到約1566.78億美元,而中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模約為3618.68億元。輕量化技術(shù)通過(guò)采用新材料如碳纖維和鋁合金,不僅減輕了汽車重量,還提高了安全性能和能源效率。中國(guó)作為全球最大的電動(dòng)汽車市場(chǎng)之一,電動(dòng)汽車制造商依賴輕量化技術(shù)來(lái)提升電池續(xù)航里程并降低成本。政府的政策支持進(jìn)一步推動(dòng)了輕量化技術(shù)的發(fā)展。隨著材料科技的進(jìn)步和成本的降低,輕量化技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊。
在供給端,一體化壓鑄技術(shù)突破了鋁合金連接工藝的限制,顯著加快了汽車輕量化的進(jìn)程。一體化壓鑄通過(guò)一次高壓壓鑄成型,合并了沖壓和焊裝環(huán)節(jié),簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程并提高了生產(chǎn)效率。這種技術(shù)的應(yīng)用有望在特斯拉的示范作用下,被其他主機(jī)廠不斷引進(jìn),從而加速鋁合金在汽車輕量化中的應(yīng)用。鋁合金因其優(yōu)越的性能和成熟的工藝,成為中短期內(nèi)具有大規(guī)模使用可能性的材料。隨著一體化壓鑄技術(shù)的引入,鋁合金在汽車制造中的應(yīng)用將更加廣泛,進(jìn)一步推動(dòng)汽車輕量化的進(jìn)程。
二、全球一體化壓鑄發(fā)展情況
。ㄒ唬┬袠I(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
中投產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025-2029年中國(guó)一體化壓鑄行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》指出,截至2023年底,全球28家主要汽車廠商已布局一體化壓鑄技術(shù)。特斯拉、小鵬等7家廠商已在量產(chǎn)車型中應(yīng)用大型一體化壓鑄車身結(jié)構(gòu)件。歐系和日系(合資)車企多數(shù)處于設(shè)計(jì)、模具開(kāi)發(fā)及試制階段,但歐系車企在實(shí)際行動(dòng)上快于日系,預(yù)計(jì)將更快推出一體化壓鑄應(yīng)用車型。一體化壓鑄產(chǎn)品主要應(yīng)用于后地板、前艙和電池托盤(pán),其中后地板因較低的碰撞受損概率和要求,成為眾多廠商優(yōu)先應(yīng)用的對(duì)象。
圖表:車企布局進(jìn)展及動(dòng)態(tài)
資料來(lái)源:中投產(chǎn)業(yè)研究院
。ǘ┑湫推髽I(yè)布局
特斯拉在一體化壓鑄技術(shù)的布局上展現(xiàn)了其創(chuàng)新和領(lǐng)導(dǎo)力。特斯拉的一體化壓鑄技術(shù)不僅在后地板得到應(yīng)用,還計(jì)劃將這一技術(shù)擴(kuò)展到前地板和電池托盤(pán)等更多部件。這種技術(shù)的應(yīng)用有望進(jìn)一步推動(dòng)汽車制造工藝的革新,提高生產(chǎn)效率,降低成本,同時(shí)為消費(fèi)者提供更輕量化、性能更優(yōu)的電動(dòng)汽車。
2019年7月,特斯拉發(fā)布了“汽車車架的多向車身一體成型鑄造機(jī)和相關(guān)鑄造方法”的專利,標(biāo)志著其在一體化壓鑄技術(shù)領(lǐng)域的初步探索。隨后在2020年9月的電池日發(fā)布會(huì)上,特斯拉宣布Model Y將采用一體式壓鑄后地板總成,這一技術(shù)的應(yīng)用顯著減少了部件數(shù)量和焊點(diǎn),同時(shí)大幅縮短了制造時(shí)間并降低了成本。特斯拉的一體化壓鑄技術(shù)發(fā)展迅速,2021年5月,一體化壓鑄前機(jī)艙正式下線,這標(biāo)志著產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的進(jìn)一步推進(jìn)。
特斯拉通過(guò)一體化壓鑄技術(shù)的應(yīng)用,不僅提高了生產(chǎn)效率,還實(shí)現(xiàn)了成本的顯著降低,同時(shí)也為汽車輕量化和性能提升做出了貢獻(xiàn)。特斯拉的一體化壓鑄技術(shù)是其在汽車制造領(lǐng)域創(chuàng)新的體現(xiàn),通過(guò)不斷的技術(shù)突破和應(yīng)用,特斯拉正在引領(lǐng)汽車行業(yè)向更高效、更環(huán)保的方向發(fā)展。
圖表:特斯拉一體化壓鑄技術(shù)進(jìn)展梳理
資料來(lái)源:中投產(chǎn)業(yè)研究院
三、中國(guó)一體化壓鑄發(fā)展情況
中投產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025-2029年中國(guó)一體化壓鑄行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》指出,一體化壓鑄行業(yè)具有較高的市場(chǎng)準(zhǔn)入門(mén)檻,這主要由于新設(shè)備投入成本高昂、免熱處理材料技術(shù)要求高以及后期維護(hù)成本較高。此外,作為一項(xiàng)新興工業(yè)技術(shù),一體化壓鑄的發(fā)展時(shí)間尚短,因此行業(yè)內(nèi)尚未形成具有明顯優(yōu)勢(shì)的龍頭企業(yè)。在中國(guó),一體化壓鑄行業(yè)目前分為三個(gè)競(jìng)爭(zhēng)層次:第一層次包括拓普集團(tuán)、文燦股份、廣東鴻圖等領(lǐng)先的壓鑄企業(yè)和整車制造商;第二層次為具有一定規(guī)模的壓鑄企業(yè)和整車制造商;第三層次則是規(guī)模較小的壓鑄企業(yè)和整車制造商。
圖表:壓鑄廠商一體化壓鑄布局
資料來(lái)源:中投產(chǎn)業(yè)研究院
四、一體化壓鑄行業(yè)進(jìn)入壁壘
一體化壓鑄行業(yè)存在顯著的進(jìn)入壁壘,這些壁壘包括材料、設(shè)備、模具和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)等方面。
材料壁壘:免熱處理鋁合金是一體化壓鑄的關(guān)鍵材料,其材料配方和專利構(gòu)成了核心競(jìng)爭(zhēng)壁壘。這種合金的設(shè)計(jì)需要精確控制硅、鎂、鐵、銅、錳、鋅等元素的含量和配比,以滿足一體化壓鑄件的高性能要求。材料的專利保護(hù)為已掌握配方和專利的企業(yè)提供了市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),同時(shí)也為新進(jìn)入者設(shè)置了較高的技術(shù)門(mén)檻。
設(shè)備壁壘:一體化壓鑄對(duì)壓鑄設(shè)備的鎖模力提出了更高的要求。大型壓鑄機(jī)需要提供足夠的鎖模力以確保合金溶液注入模具時(shí)模具不被撐開(kāi)。壓鑄機(jī)的鎖模力每提升500噸一般需要1-2年,且壓鑄設(shè)備需主機(jī)廠與壓鑄商定制開(kāi)發(fā),這導(dǎo)致了較高的定制開(kāi)發(fā)技術(shù)壁壘。此外,壓鑄島的設(shè)立需要較高的資金儲(chǔ)備,包括壓鑄機(jī)、模具、其他周邊配合設(shè)備的投入,以及較高的研發(fā)成本。
模具壁壘:壓鑄模具的可靠性對(duì)于壓鑄件的良品率至關(guān)重要。模具的質(zhì)量決定了鑄件的形狀和尺寸公差級(jí)別,澆注系統(tǒng)決定了金屬液的填充情況,而模具的強(qiáng)度限制則決定了最大壓射比壓等。隨著壓鑄模具的不斷升級(jí),模具的制造難度也在逐漸增加,技術(shù)難度隨著精度的提高而增大。
生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)壁壘:實(shí)際壓鑄過(guò)程面臨復(fù)雜多變的作業(yè)環(huán)境,模擬仿真分析或有效補(bǔ)充第三方壓鑄廠的工藝know-how能力。壓鑄前的仿真模擬分析可預(yù)測(cè)壓鑄過(guò)程中可能發(fā)生的缺陷,并對(duì)工藝設(shè)計(jì)做出相應(yīng)改良措施,有望提高產(chǎn)品良品率、加快生產(chǎn)節(jié)拍。具備強(qiáng)大軟件分析能力的壓鑄廠可結(jié)合模擬仿真結(jié)果與實(shí)際工藝經(jīng)驗(yàn),快速補(bǔ)充行業(yè)know-how短板,調(diào)整到相對(duì)最優(yōu)的工藝參數(shù)。
這些壁壘共同構(gòu)成了一體化壓鑄行業(yè)的高進(jìn)入門(mén)檻,保護(hù)了先發(fā)企業(yè)的利益,并為后來(lái)者設(shè)置了挑戰(zhàn)。
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