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　　近年來，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，勢(shì)頭強(qiáng)勁。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2024年，我國新能源汽車產(chǎn)銷分別完成1288.8萬輛和1286.6萬輛，同比分別增長34.4%和35.5%，新能源汽車新車銷量達(dá)到汽車新車總銷量的40.9%，較2023年提高9.3個(gè)百分點(diǎn)。這一連串的數(shù)字背后，是新能源汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展的生動(dòng)寫照。

　　在新能源汽車快速發(fā)展的浪潮中，輕量化鑄造成為了大勢(shì)所趨，“一體化壓鑄”技術(shù)更是迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。與此同時(shí)，壓鑄模具在制造過程中面臨著諸多挑戰(zhàn)，如制造周期長、成本高、風(fēng)險(xiǎn)大以及生產(chǎn)線上維修時(shí)間短等瓶頸問題。如何突破這些瓶頸，推動(dòng)壓鑄行業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展？

　　寧波作為模具之都，有著4000多家模具廠，20萬從業(yè)人員，模具的產(chǎn)值占全國21%，是寧波值得驕傲的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)。北侖憑借獨(dú)特的地理位置，成為壓鑄模具產(chǎn)業(yè)重鎮(zhèn)。在此背景下，由寧波市模具行業(yè)協(xié)會(huì)、寧波北侖壓鑄模具行業(yè)協(xié)會(huì)與榮格工業(yè)傳媒共同主辦的第五屆“浙江商會(huì)周”汽車壓鑄技術(shù)及發(fā)展論壇召開。本期特別報(bào)道，我們擷取會(huì)議上嘉賓精彩分享的片段整理成文，以期他們的經(jīng)驗(yàn)分享能與產(chǎn)業(yè)界的同仁們碰撞出新的思維火花。

　　后特斯拉時(shí)代，車企的一體化壓鑄技術(shù)有何創(chuàng)新？

　　一體化壓鑄起源很早，要追溯到2003年，不過彼時(shí)新能源汽車還沒有發(fā)展起來， 一體化壓鑄技術(shù)也經(jīng)歷了發(fā)展困惑期和發(fā)展沉默期。到了2021年，特斯拉一體化壓鑄技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)后地板一體壓鑄，零件從79個(gè)變成1個(gè)，整體重量減輕30%，隨后蔚小理、極氪等諸多車型開始使用這一技術(shù)，奇瑞也發(fā)布了領(lǐng)先的CTB電池車身一體化技術(shù)。

　　隨著特斯拉和其他廠商的引領(lǐng)，一體化壓鑄技術(shù)逐步在汽車制造中得到廣泛應(yīng)用，特別是在車身部件的一體化和高集成度方面，技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于減少了零部件數(shù)量并提升了車身的整體強(qiáng)度與輕量化性能。

　　國家政策明確將節(jié)能與新能源汽車列為十大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一，但新能源汽車的續(xù)航里程、充電時(shí)間和便利性制約了其發(fā)展，如何提升續(xù)航里程？車身輕量化是一種解法。奇瑞新能源汽車股份有限公司壓鑄工藝總工程師肖榕表示，同等剛度情況下，型材結(jié)構(gòu)比薄板減重20%。同時(shí)，雙壓射技術(shù)驗(yàn)證開發(fā)、萬噸雙壓射整體車身一體化底板開發(fā)等一體壓鑄的技術(shù)路線有效減輕車身重量。

　　“特斯拉的一體壓鑄模式不可復(fù)制，需要極致成本創(chuàng)新技術(shù)。奇瑞與力勁、廣澄模具聯(lián)合開發(fā)的全球首創(chuàng)萬噸雙壓射成型技術(shù)以及與適創(chuàng)科技聯(lián)合開發(fā)的全球首款雙料筒異步壓射仿真系統(tǒng)有望推動(dòng)鋁鋼同價(jià)，并且推動(dòng)一體化壓鑄技術(shù)的發(fā)展。”肖榕表示道。

　　重慶賽力斯新能源汽車設(shè)計(jì)院有限公司沖壓工程部副部長江慶順分享了賽力斯在開發(fā)大型車身壓鑄件中的經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)介紹了如何解決集成度、質(zhì)量控制、成本平衡和制造難度等挑戰(zhàn)。具體來說，壓鑄件的一體化設(shè)計(jì)可以將多個(gè)零部件合并成一個(gè)大零件，從而提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、減少重量并簡化生產(chǎn)工藝。比如，賽力斯在其問界M9車型中采用了約10個(gè)大型壓鑄件，集成度達(dá)到了90%，顯著提升了車身的NVH性能和整體強(qiáng)度。

　　然而，一體化壓鑄技術(shù)的廣泛應(yīng)用也面臨著一系列挑戰(zhàn)，尤其是在效率、質(zhì)量和成本控制方面。大規(guī)模壓鑄零件的生產(chǎn)不僅需要巨額的設(shè)備投入，還面臨著高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和復(fù)雜后處理工序的壓力。江慶順指出，雖然鋁合金壓鑄在輕量化和強(qiáng)度提升上具有優(yōu)勢(shì)，但如何平衡技術(shù)投入與成本是關(guān)鍵問題，且大批量生產(chǎn)時(shí)的模具維護(hù)和質(zhì)量控制尤為重要。

　　為了解決這些問題，賽力斯采用了仿真技術(shù)進(jìn)行多學(xué)科分析，優(yōu)化了零部件設(shè)計(jì)，并通過改進(jìn)工藝路線來降低成本和提高生產(chǎn)效率。此外，江慶順還介紹了在材料和模具方面的創(chuàng)新嘗試，如使用熱處理和免熱處理鋁合金材料，以及改進(jìn)模具換裝技術(shù)，以提升生產(chǎn)線的效率和降低停產(chǎn)損失。

　　總體而言，盡管一體化車身壓鑄技術(shù)帶來了顯著的集成優(yōu)勢(shì)，但其在應(yīng)用中的挑戰(zhàn)不可忽視。為了實(shí)現(xiàn)更高效、更低成本的量產(chǎn)，行業(yè)內(nèi)需要在技術(shù)研發(fā)、材料選擇和工藝優(yōu)化等方面不斷創(chuàng)新和突破。

　　汽車輕量化，鎂合金材料“出圈”

　　雙碳政策、綠色環(huán)保、技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展要求，“節(jié)能、減排、燃油經(jīng)濟(jì)性”越來越成為廣泛關(guān)注的話題，輕量化發(fā)展適用油、電整個(gè)汽車領(lǐng)域。電動(dòng)車的發(fā)展在極速推進(jìn)輕量化進(jìn)程，其中最大一個(gè)問題就是電動(dòng)車應(yīng)用的充電焦慮和續(xù)航里程焦慮。

　　據(jù)寧波力勁科技有限公司項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉穩(wěn)介紹，整個(gè)汽車大的零部件中，座椅的重量前后排加起來能夠占到6%-7%左右，隨著未來汽車座椅功能的復(fù)雜化發(fā)展，重量占比還會(huì)增加。汽車座椅減重需求迫切。有機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，骨架占座椅的重量最多，因此座椅骨架減重是實(shí)現(xiàn)座椅減重的關(guān)鍵技術(shù)路徑。目前座椅骨架應(yīng)用的材料主要包含幾類：高強(qiáng)鋼、鎂合金、鋁合金、工程塑料、碳纖維等。其中，鎂合金在汽車零部件的應(yīng)用部件多為殼體件與支撐件，成型技術(shù)主要為鑄造與壓鑄。

　　他介紹了新型半固態(tài)鎂合金成型技術(shù)TPI的一些優(yōu)勢(shì)：相較于壓鑄成型方法，整體性能性能提升18%左右。“汽車座椅輕量化技術(shù)需求迫切，采用傳統(tǒng)沖壓+焊接的生產(chǎn)技術(shù)，輕量化發(fā)展遇到技術(shù)瓶頸。采用鎂合金一體化成型技術(shù)生產(chǎn)汽車座椅骨架具有明顯輕量化優(yōu)勢(shì)，且具有明顯經(jīng)濟(jì)性。TPI半固態(tài)鎂合金成型技術(shù)具有投資低、生產(chǎn)靈活、成品性能優(yōu)異等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，用于座椅骨架、副車架等汽車關(guān)鍵安全件的開發(fā)具有明顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)。”劉穩(wěn)總結(jié)道。

　　鎂的密度僅為鋁的2/3，鋼的1/4，比強(qiáng)度優(yōu)于鋁合金和鋼，具備良好的鑄造性和切削加工性，適合復(fù)雜零部件的制造。寧波市模具行業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)副會(huì)長兼秘書長/寧波大榭開發(fā)區(qū)天正模具有限公司董事長張小巖指出，鎂合金的廣泛應(yīng)用正推動(dòng)汽車輕量化技術(shù)的快速發(fā)展，其在溫室氣體減排方面的潛力遠(yuǎn)超過鋁合金，為行業(yè)提供了更加可持續(xù)的解決方案。

　　同時(shí)，國家政策對(duì)鎂合金行業(yè)的支持力度也在不斷加大，包括財(cái)政資金、技術(shù)支持和市場準(zhǔn)入等方面。國內(nèi)企業(yè)通過技術(shù)創(chuàng)新和工藝改進(jìn)，提高生產(chǎn)效率，降低成本，進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量和競爭力。新型鎂合金材料的研發(fā)突破，尤其是在耐腐蝕性、耐熱性和高強(qiáng)度方面，為汽車行業(yè)提供了更廣泛的選擇。

　　張小巖建議，未來應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)鎂合金研發(fā)中的國際合作，推動(dòng)更先進(jìn)的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的制定，以確保中國在全球汽車輕量化材料領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。

　　壓鑄件質(zhì)量，模具至關(guān)重要

　　據(jù)寧波市優(yōu)美屹科技有限公司總經(jīng)理陳九戩介紹，壓鑄成本主要集中在機(jī)器、人員、原料熔煉、模具、工藝參數(shù)、機(jī)加工、后處理等。模具因素和工藝參數(shù)因素對(duì)于成本的影響不容忽視。

　　此外，他還著重介紹了多種影響壓鑄件質(zhì)量的內(nèi)部缺陷和外部缺陷，以及壓鑄過程中客戶普遍存在的痛點(diǎn)：澆口位置型芯沖蝕、模具過早龜裂，有些位置無法正常加水割鑲、產(chǎn)品壁厚局部偏厚等頻繁粘鋁等等。“產(chǎn)品拉傷、變形、粘模卡模、漲型飛鋁、起皮、尺寸不良等缺陷會(huì)增加噴涂用量，浪費(fèi)資源，并且會(huì)延長生產(chǎn)周期，生產(chǎn)不穩(wěn)定增加諸多成本。澆道設(shè)計(jì)是否合理直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、合格率及生產(chǎn)穩(wěn)定性，最終影響交貨。”他總結(jié)道。

　　寧波旭升集團(tuán)股份有限公司模具設(shè)計(jì)部總監(jiān)周迪波還介紹了大型壓鑄模具的制造要點(diǎn)：在設(shè)計(jì)方面，壁厚、頂桿和加強(qiáng)筋的布置、進(jìn)澆口位置是關(guān)鍵，可確保產(chǎn)品強(qiáng)度和成型精度；壁厚均勻可避免鑄件變形和成本增加，而加強(qiáng)筋則在不增加重量的情況下提升強(qiáng)度；模具設(shè)計(jì)還需要關(guān)注真空系統(tǒng)、冷卻平衡與材料優(yōu)化，增設(shè)渣包和溢流槽來排除雜質(zhì)和氣體，延長模具壽命。配合精密模擬分析，可以有效提升成型質(zhì)量和效率。

　　“當(dāng)前，壓鑄機(jī)噸位已達(dá)16000噸，產(chǎn)品尺寸突破2米。主要產(chǎn)品類別包括車身一體化部件和電池包/儲(chǔ)能箱體：車身一體化部件外形大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易變形，需具備較高機(jī)械性能；電池包和儲(chǔ)能箱體結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，但需高氣密性和高平面度以確保性能。”周迪波介紹道。除了壓鑄機(jī)，大型一體化壓鑄還會(huì)用到大型五軸軸深孔鉆、大型CNC加工中心、大型慢走絲線切割、大型雙頭電火花機(jī)、大型三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、智能光學(xué)追蹤3D掃描儀等設(shè)備和儀器。

　　除了壓鑄設(shè)備，模具的材料對(duì)零部件質(zhì)量也有著至關(guān)重要的影響。博樂特殊鋼（上海）有限公司壓鑄應(yīng)用經(jīng)理高航分享了模具失效機(jī)理：熱疲勞/龜裂、貫穿開裂、磨損、腐蝕&粘模、塑性變形等常見失效受到材料和熱處理工藝的影響，高壓壓鑄中可通過選擇“正確”的材料來提升生產(chǎn)效率。在整個(gè)工具/模具制造過程中特別注意壓鑄生產(chǎn)工況，尤其是溫度管理，基于壓鑄生產(chǎn)工況匹配合適的工模具鋼材料可以滿足客戶對(duì)模具壽命等方面的要求。

　　3D打印，為壓鑄行業(yè)解鎖新機(jī)遇

　　新質(zhì)生產(chǎn)力這一話題從被提出以來，就成為制造領(lǐng)域熱門的話題，而3D打印正是新質(zhì)生產(chǎn)力的代表之一。對(duì)于模具行業(yè)來說，當(dāng)前也面臨著諸多挑戰(zhàn)，例如降本增效、提高模具質(zhì)量、拓寬設(shè)計(jì)自由度、清潔化智能化生產(chǎn)等，那么3D打印對(duì)模具行業(yè)有哪些助力呢？

　　湖南華曙高科技股份有限公司金屬加工應(yīng)用中心負(fù)責(zé)人唐璟分享了華曙高科面向壓鑄行業(yè)從設(shè)備、材料到服務(wù)的全套3D打印解決方案，以及公司在國內(nèi)外的大量成功應(yīng)用案例。華曙高科認(rèn)為，金屬3D打印一體壓鑄模具鑲件，可以減少脫模劑、減少粘膜，加速冷卻、高效頂出，穩(wěn)定尺寸、減少變形；金屬3D打印壓鑄模具分流錘，可以減少卡充頭、避免料餅爆料、加速頂出。

　　“金屬3D打印可助力大部分注塑、壓鑄模具快速冷卻優(yōu)化，但從成本和時(shí)間上考慮，模具整體打印尚不適合，更適合金屬3D打印技術(shù)的是部分鑲件、模仁等。金屬3D打印的模具工件是開粗件，一般需要進(jìn)行二次精加工。初始打印的尺寸精度為±0.2mm，表面粗糙度為Ra8-12，通常打印時(shí)會(huì)預(yù)留0.8mm余量以便做二次精加工，精加工方法和傳統(tǒng)模具鋼無差別。”唐璟表示。

　　凱奔三維是國內(nèi)最早推動(dòng)金屬3D打印模具產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的專業(yè)團(tuán)隊(duì)之一，專注工業(yè)3D打印應(yīng)用已有14年，其中3D隨形冷卻模具/排氣應(yīng)用8年，是國內(nèi)為數(shù)不多的同時(shí)具備豐富模具經(jīng)驗(yàn)和SLM金屬3D打印應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)之一。

　　廣東凱奔三維科技有限公司總經(jīng)理張磊詳細(xì)介紹了SLM（選擇性激光熔化）金屬3D原理和流程、金屬3D打印模具用法及材料并且進(jìn)行了壓鑄模3D打印案例分析。“SLM是目前用于模具3D打印的成熟技術(shù)，致密性好、硬度高、擁有良好的導(dǎo)熱率以及易于后加工。3D打印壓鑄模壽命與打印材料、模具結(jié)構(gòu)、使用工況都強(qiáng)相關(guān)，通常首件不保壽命，復(fù)制模可保證壽命。”張磊總結(jié)道。

　　寫在最后

　　當(dāng)前，汽車壓鑄技術(shù)正穩(wěn)步邁向更高效、更環(huán)保、更智能的新紀(jì)元，而新能源汽車的蓬勃發(fā)展，無疑為這一領(lǐng)域注入了新的活力，同時(shí)也帶來了前所未有的挑戰(zhàn)與寶貴機(jī)遇。在新材料探索、新工藝創(chuàng)新、以及高端設(shè)備研發(fā)等多個(gè)維度上尋求突破，實(shí)現(xiàn)汽車部件的輕量化，提升能源利用效率，并大幅度降低排放，已成為業(yè)界亟待解決的核心議題。

　　然而，我們必須清醒地認(rèn)識(shí)到，盡管國內(nèi)模具企業(yè)在技術(shù)和質(zhì)量上取得了顯著進(jìn)步，但與歐美同行相比，綜合競爭力仍存在提升空間。尤為嚴(yán)峻的是，隨著企業(yè)經(jīng)營成本的攀升、利潤空間的緊縮，以及市場環(huán)境的日益復(fù)雜多變，國內(nèi)模具企業(yè)正面臨前所未有的轉(zhuǎn)型壓力。在此背景下，企業(yè)亟需深刻反思并加速推進(jìn)產(chǎn)業(yè)模式、經(jīng)營管理及裝備水平的全面轉(zhuǎn)型升級(jí)，以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，以效率贏得未來。

　　相信未來，通過不懈的努力與創(chuàng)新，國內(nèi)模具企業(yè)定能縮小與國際先進(jìn)水平的差距，甚至在某些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)超越。在新能源汽車?yán)顺钡耐苿?dòng)下，汽車壓鑄技術(shù)將迎來更多突破，不僅促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型，更為全球可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)中國智慧與中國力量。

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