为什么有头有脸的车企都在搞一体化压铸？ - 压铸及锻压工业展览会

文 / 天玑

2020年，特斯拉在加州工厂使用了6000吨级的压铸机，首次在Model Y后地板上采用一体化压铸技术，这让Model Y后地板的零件减少了79个，焊点由700-800个减少到50个，相同部件的生产时间由至少两小时缩短至80-90秒。特斯拉因此走出了产能地狱，取得了举世瞩目的成绩。

对一体化压铸技术，马斯克给予了高度评价，甚至不惜拿Model 3开涮，“Model 3的接缝如此差劲的根本原因，是没有用我们最新的一体化压铸技术。 ”

在特斯拉之后，其他车企纷纷跟进一体化压铸技术，包括大众、吉利、小鹏、蔚来和理想等，刚开完技术发布会的小米汽车也是其中一员。

然而，任何新事物都有从不完善走向完善的过程，一体化压铸技术有“奇效”，也有局限性。

什么是一体化压铸技术？

铸造技术非常古老，可以追溯到青铜器时期，压铸属于铸造的一种，它比传统意义的铸造多了一个“注射器”（压铸机）。经过加压后，能一次性制造出更复杂的部件，所以也被称为一体化压铸。

对于汽车行业来说，一体化压铸技术并不新鲜。早在上世纪五十年代，就有企业把这项技术引入了汽车零部件的生产制造中，不过范围局限于小型零部件，而特斯拉把范围扩大到了大型零部件。

在汽车生产制造过程中，有冲压、焊装、涂装和总装四大工艺，原材料经过四大工艺的“装饰”后，就变成了一辆白车（整个轿车零部件的安装载体，是汽车的基本骨架，其生产成本约占整车的 45%~65%），一体化压铸技术可以应用到冲压-焊接环节中。在传统工艺中，这两个环节需要多道工序，工艺操作繁琐，效率有待提高。

为了能让一体化压铸技术制造大型零部件，特斯拉从力劲集团采购了大型压铸机Giga Press，它的锁模力高达6000 吨，是当时行业内最高吨位的压铸机。

在特斯拉上海超级工厂中生产的Model Y，其车身后地板就是用一体化压铸工艺制作的，这让Model Y的制造时间从1-2小时缩短至不到2分钟，占地面积节省了30%，生产工人减少200多个。据特斯拉透露，这给Model Y节省约20%的制造成本。

按照马斯克的计划，特斯拉的前地板、电池壳等部件也将会用一体化压铸技术制造。如果一切顺利，整车重量可以减轻10%（使用铝合金），续航提升14%。目前，特斯拉已经在德州工厂生产一体成型的前地板。

此外，一体化压铸技术还能让车身轻量化、更安全、空间利用率更大的优势，这可以让新能源汽车拥有更高的续航和更大的空间。这些优势，每一个都是车企难以拒绝的诱惑。

以最近公布的小米超级大压铸技术为例，它实现了零件72合一、焊点减少840个，减重17%，生产工时减少45%。“小米泰坦合金”压铸成型的一体化后地板及CTB一体化电池技术，小米SU7整车扭转刚度高达51000N·m/deg，相当于传统油车的两倍。

随着越来越多的车企采用一体化压铸技术做大型零部件，这项技术又被车企玩出了新花样。比如，各个车企选择的压铸车身部分不同。特斯拉、问界和小米汽车都是车身后地板，问界还把范围扩大到了前机舱总成，极氪则是车身中段和后身。

压铸机的吨位是一体化压铸技术的关键指标，目前车企中吨位最大的是哪吒，它正在研发20000+吨压铸设备，号称“刷新行业纪录”。

然而，正如我在开篇中提到，任何事物都有两面性，决定车企是否选择一体化压铸技术时，不仅要考虑优势，还要考虑劣势。

一体化压铸技术有哪些弊端？

车企大范围跟进一体化压铸技术的时间点，是特斯拉把技术玩出新花样之后，为什么车企之前没有把这项技术的应用范围扩大到大型零部件上？这背后其实隐藏了车企对一体化压铸技术的担忧。

首先，一体化压铸技术本身有弊端，那就是压铸件中常有气孔及氧化夹杂物存在，这会影响成品的性能。有行业人士曾表示，这种零部件在一些车企的内部会被视为不合格产品。

其次，一体化压铸技术制造的零部件会推高维修成本。

中保研曾经对2021款标准续航后轮驱动版Model Y做过测试，结果显示它在“车内成员安全指数”、“车外行人安全指数”等方面拿了优秀的成绩，而在“耐久性与维修经济性”上，却拿到了较差的成绩。

拆解来看，中保研的“耐久性与维修经济性”由四部分构成，分别是结构耐撞性、碰撞兼容性、可维修性、维修经济性。前两部分的成绩是良好、一般，后两部分的成绩是较差。

因此，对消费者来说，使用一体化压铸技术制造大型零部件组成车身的车辆，最大的困扰就是维修费用贵。2022年2月，一辆江苏牌照的Model Y在倒车时撞到了墙角，导致车辆后车身受损，维修费接近20万元。车主吐槽称，“新车才28万元，还不如报废。”

对此，车企有多种应对策略。特斯拉选择自己成立保险公司，把理赔环节掌握在自己手里。 中国车企偏向在工程入手解决问题。小米SU7的后地板采取了三段式防撞设计，在普遍的中低速碰撞中，能够实现只更换防撞梁和溃缩区，不更换后地板，极氪则提出了四段分区碰撞策略。

种种迹象表明，一体化压铸技术虽然有优势，但是还有些问题需要解决。实际上，即便所有车企都认可一体化压铸技术，它们也很难把它引入到生产线中，因为这项技术有很高的门槛。

做一体化压铸的正确姿势是什么？

多数人认为一体化压铸技术可以降低成本，而特斯拉的毛利率表现也证明了这一点，但是有一点被忽略了，那就是特斯拉具备需求侧的规模效应。即便一体化压铸技术的建设成本比传统铸造方式高，特斯拉依然可以通过Model Y的销量规模，消化前期投入。据乘联会数据，2023年，Model Y仅在中国市场就交付了64.6万辆，能与之一战的只有比亚迪。

另一方面，市场和消费者认为，车企使用一体化压铸技术的动力是“降本”主要原因。其实，更大的动力应该是提高效率。

首先，市场夸大了一体化压铸技术节省成本的功效，它的全周期成本并不低。压铸机只是压铸技术的部分设备，其他还有压铸模具、熔炼炉、喷涂设备、拾取设备、冷却设备、修边机、高真空设备等等，这些设备的采购价格很高。2021年，力劲集团推出了9000T压铸机，其价格超过1亿元。

据中金证券测算，同样年产10万辆车，采用传统冲压-焊接工艺时，冲压+焊接环节的设备总投资约5.2亿，全部采用一体化压铸工艺，相对应环节设备总投资为7.1亿。如果没有足够的销量消化投入，这样做并不划算。

其次，特斯拉是这方面的带头人，而它一向强调效率。李想也认为特斯拉这样做不是为了降本，而是为了提升效率。

他曾表示：在特斯拉眼里，成本和效率不是一个概念，效率是说怎么在最短时间内提供足够多的产能，这是它思考的很多、很多问题。上海工厂1300亩地今年大概能做到80万到90万的产能，这在历史上从来没有出现过的。

除了成本高外，压铸技术本身就有较高的壁垒，如果把它应用到大型零部件的生产中，壁垒会更高。

比如生产设备和生产流程需要更新，这要求车企和供应商要重新设计设备、积累经验。

另外，车企还要解决一些技术细节难题。比如热处理，热处理可以减少压铸过程中产生的气泡。但是，由于存在热胀冷缩，热处理过程中材料很容易变形，这会降低材料的机械性能。

同时，铸铝件的体积越大，热处理的难度就越大。此前，车企的解决思路是只生产小型的铸铝件，而特斯拉选择开发无需热处理的新材料。2015年，特斯拉挖来了材料领域的大牛查尔斯·柯伊曼，才开发出了新的铝合金配方，解决了免热处理的难题。

2021年底，蔚来也表示开发出了新的免热处理材料，将应用在蔚来ET5的车身后底板相关部件上，新材料由蔚来和供应商联合开发，蔚来ET5是蔚来第一款采用一体化压铸工艺的车型。

以特斯拉为参照，车企想要在大型零部件上使用一体化压铸技术，并做到不亏本，需要拥有足够的销量规模去消化投入。当然，也可以反其道而行，先通过一体化压铸技术把轻量化、生产效率提上来，但这样可能会让车企错失抢占市场时间。

为了提高效率，一体化压铸技术会是汽车行业的一个不可逆的趋势。但在实际应用中，一体化压铸不是万能药，车企需要具备系统性的前提条件或能力，才能把它运用好。