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行业背景:自去年以来,有一批汽车零部件冲压件制造商,包括多家行业龙头企业、A股上市公司——浙江长华汽车零部件股份有限公司、福然德股份有限公司、合肥常青机械股份有限公司、瑞鹄汽车模具股份有限公司、宁波震裕科技股份有限公司等知名企业,先后宣布投资压铸(一体化压铸)项目。
《压铸周刊》第一期“压铸百家讲坛”,以“汽车冲压零部件厂商纷纷‘跨界’投资压铸(一体化压铸)项目为哪般?”为主题,邀请了东风汽车、华人运通(高合汽车)、蔚来汽车的三位专家就以上话题发表看法。
对话嘉宾:王泽忠先生
中国机械工程学会铸造分会特聘专家
上海市有色金属行业协会特聘专家
上海市汽车工程学会特聘专家
东风汽车集团有限公司一级人才库专家
东风汽车集团技术中心高级工程师
我认为这是被一体化压铸发展趋势倒逼的结果。
据了解,国内外大部分主机厂都在筹划一体化压铸项目或做前期调研。这会影响冲压部件厂获得板材成型件的订单量。一直以来,主机厂的后底板、前舱等小的板材零部件都是交给冲压厂代工,而主机厂的冲压生产线主要是生产大型覆盖件。所以说,冲压厂纷纷投资压铸项目(或一体化压铸项目)是明智的选择。
国内外有一些主机厂没有选择和特斯拉一样全程投资压铸生产线,因为前期需要大量的投入。投资一体化压铸项目,除了压铸机等成套设备外,还需要超大型模具支撑。如果不是同一平台的车型较多的话,前舱和后地板零部件也多,相对就需要更多的模具配套,按每套模具不到10万次使用寿命计算的话,整体成本是非常高的。另外,压铸工艺比冲压工艺的难度更大。所以,这些一体化压铸件订单会外溢,主机厂会让压铸厂代工,以此来降低造车成本。
目前,一些专家认为,一体化压铸件的单件成本要高于由多个冲压件焊接组合的单件。我认同这个看法。不过,以整车成本(总体成本)来评估,成本增长不算太多。一体化压铸件主要用在新能源汽车上,而新能源汽车的电池占整车成本的比例高达三分之一以上。相比电池的成本,汽车车身由压铸件代替冲压件导致的成本增加,要远远低于电池成本。通过轻量化,在续航里程不变的条件下,可以减少电池的用量,这也可以节省整车成本。另外,当我们从模具、焊装产线投资的角度来看,选择采用“一体化压铸”这些部分的投资是减少的。
另外,对于大部分主机厂来说,下车体零部件由使用冲压件转换成一体化压铸件不是大问题。因为这些零部件之前基本都是委外加工的。只需要改造车身焊装产线即可。从焊装线投资的角度,一体化压铸件焊点数量减少,焊装线长度也可以减少,所以还是有一定效益的。
站在主机厂的角度评估一体化压铸的好处,从装备、模具、工艺等多方面来考虑,这是正向引领的。未来,除了汽车行业外,一体化压铸的应用也将会向军用、民用产品延伸,所以一体化压铸的市场前景还是很广阔的。
对话嘉宾:张良
华人运通(高合汽车),车身科高级经理
汽车工业经历了上百年的发展,形成了一套完整的工艺体系——“冲压、焊接、涂装、总装”。该工艺体系可以为用户提供可消费的高品质产品。但是随着互联网的蓬勃发展和消费模式的升级,用户的需求已经慢慢向个性化、定制化方向发展,汽车工业也从大规模生产慢慢向小规模个性化转变。在此背景下,传统的4大工艺慢慢成为工业转型升级的瓶颈,一体化压铸工艺渐渐出现在人们的视野之中。
一体化压铸成为新趋势,有以下几个驱动因素:
第一,轻量化的需求。车身占整车重量约20%,减重压力巨大。目前钢是车身的主体零件,而铝的密度只有钢的1/3,减重预期明显。虽然钢材不断升级,并有热成型钢/第三代钢/2GPa钢/低密度钢等新型钢种出现,但铝的低密度在轻量化需求面前依然竞争力十足。虽然当前一体化压铸的减重效果不明显,但随着大家对压铸工艺理解的深入,免热处理新材料开发的不断投入,相信未来铝的应用比例会大幅提升。
第二,敏捷化的需求。目前整车开发约2.5年,而市场的需求却日新月异。如何快缩短开发周期,快速响应市场需求是当下主机厂急需解决的一个痛点。车身结构大约有个零件、个总成,开发起来十分费时费力。而一体化压铸可以将近百个零件集成一体,大大减少了零件间配合的设计时间。并且在生产制造过程中,因为零件数量的减少,也提升了产品一次良品率,大大缩短了产品试生产的时间。
第三,投资的需求。车企传统制造4大工艺,由多个工位组成,再算上供应商处,一条车身产业链的投资需求异常庞大。以前,市场对产品需求迭代的周期要求不高,一个车型的投资可以用5年甚至10年来实现盈利。如今可能产品还未上市就面临着被淘汰的风险。经统计,如果整个白车身采用一体式压铸,则车间投资将节省16亿,工厂占地面积减少30%,并且压铸全铝车身的材料利用率和材料回收利用率可以达到95%以上,这些都是一体化压铸带来的优势。
一体化压铸是新的车身制造工艺库中的一个新手段,目前还在初期应用阶段,当下也暴露出了一些问题。和之前的任何一种工艺一样,一体压铸工艺也没有绝对意义上的“好与坏”,如何应用这种工艺需要工程师结合具体问题进行分析判断。但随着一体化压铸应用的推广,相信一体压铸一定会成为整车开发中一个普遍的工艺手段。
对话嘉宾冯浩
蔚来汽车,车身同步主任工程师。从事车身研发的金属成型同步工程相关工作,高级工程师。同步工程是从制造的角度发现问题,从产品的角度给出建议,是产品设计和生产制造之间的桥梁。
从整车厂的角度来看,选择压铸是从轻量化和成本方面作出的最佳选择。在选材方面进行分析,钢板便宜但重,铝板轻盈却贵,而压铸恰是介于铝板和钢板之间的合理选择。此外,压铸也是整车产品设计集成化的需求。首先,集成简化了设计,加速了产品迭代。其次,集成简化了制造,缩短了供应链。在国内,相对于传统钢制车架,压铸生产出的单车物料成本会有所上升。但从整个造车环节、人力负荷等方面看,当产业布局完成后,总体成本必然会实现下降。
从零部件厂商的角度来看,整车厂是汽车行业的火车头。冲压厂商为了更好地发展自身,保持业务的增长态势,选择跨界进入压铸产业显然是是敏锐且明智的。相对于传统压铸厂在技术上的专业性和产品方面的单一性,冲压厂商更清楚主机厂的需求,也对从单个零部件到分拼、总拼连接的关系有着更加深入的理解。
随着整车产品设计的集成化程度越来越高,此前冲压厂商众多、分散的局面将会得到改变,相伴而来的是营业额会逐步聚集在一些零部件生产领域的头部企业。在此趋势愈演愈烈的情况下,提前布局的企业必然会走得更远。
另外,关于一体式压铸售后维修困难、成本高的问题是切实存在的,也是不可忽视的。但我们不妨以一种乐观的心态来看待它,因为随着自动驾驶技术的不断成熟,汽车事故率会逐步降低。因此,与其在问题打转,大家不如换个角度思考,历史上数不胜数的问题都是因为其他领域技术的发展而自动消失了。
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