导语
ENTERPRISE
特斯拉早前就已经在一体化压铸上取得了诸多技术突破，利用一体化压铸技术，几乎可以将所有复杂车身底部零件压铸成一个整体，开发一款新型汽车仅需18—24个月，开发时间大幅缩短，也为特斯拉赢得市场占据了先机。
此外，一体化压铸还得到了包括小米、小鹏等在内的名企纷纷效仿。小米SU7作为新秀车型，它的后底板也采用了一体化压铸工艺，并为此特别自主设计了9100吨一体大压铸设备集群系统，实现了从铝锭到成品铸件的全站自研自造，包含9大工艺、60个设备精密控制以及433个工艺参数，将以往需要72个零部件组成的车辆后底板成功压铸为一体。
今天，我们就一起来探究一下，为何一体化压铸如此火热？它的优势有哪些？它的工艺难点都有什么？它未来的前景又会如何？以上，你都可以在这篇文章中找到答案！
2019年，一体化压铸的概念由特斯拉率先提出并应用，也为此开创了高压铸造大型化的行业先河，随后，蔚来、小米等纷纷效仿，瞬间一体化压铸炙手可热，成为了汽车企业发展的大势所趋。那么，真正的一体化压铸到底是什么？
一体化压铸，主要指的是车身件的一体化，即原本设计中多个单独、分散的小件经过重新设计高度集成，再利用大型压铸机进行一次成型，省略焊接的过程直接得到一个完整大零件，一体化车身件尺寸大、材料特殊、模具复杂、制造工艺难度较高，需要大吨位压铸机进行生产。
一体化压铸大幅度简化了白车身制造流程，让很多应用车企大呼“真香”“YYDS”。它的具体优势主要体现在成本、效率、质量、性能、轻量化五个方面。
一体化压铸五大优势
成本方面：节约生产成本，它减少了零部件数量及生产环节，降低了设备、人力投入，还可优化结构设计和材料回收利用，如特斯拉Model Y后底板采用该技术后成本降低40%。
效率方面：将多道工序整合为一，节省生产时间，加快产品上市速度，同时也缩短了车型开发周期，特斯拉在应用该技术后生产效率显著提升。
质量方面：提高产品精度和质量，它在同一工序完成多个操作，避免多次加工导致的尺寸误差和变形，降低了缺陷率，一体式结构还使外形美观，密封性能好，泄漏风险小。
性能方面：提升产品性能，一体式压铸件整体性强、强度高，可承受更大外力和载荷，在恶劣工况下性能更优，如汽车车身采用后可提升整车扭转刚度，增强安全性。
轻量化方面：多采用铝合金等低密度材料，在保证产品强度及性能的同时，可大幅减轻产品重量，实现汽车轻量化，提高燃油效率，降低排放，增加续航里程，如：蔚来ET5车身后底板使用该工艺后重量降低了30%。
压铸机
01
超大型压铸机：这是一体化压铸的核心设备，如日本宇部兴产机械推出的9000吨超大型压铸机，以及特斯拉采用的6000吨级压铸单元GigaPress等。这些大型压铸机能够提供足够的锁模力，以确保压铸过程中模具的紧密闭合，从而生产出大型、复杂的一体化压铸零部件
中型压铸机：随着新能源三电集成化提高、电池托盘压铸技术的应用等，4400t 级别的压铸机也逐步获得应用，此类中型压铸件已有较大规模的量产
模具
02
大型复杂模具：由于一体化压铸需要将多个零件整合为一个大型零部件进行压铸，因此需要设计和制造大型、复杂的模具。这些模具的尺寸和精度要求都非常高，以确保压铸出的零部件能够满足设计要求
高强度模具材料：为了承受压铸过程中的高温、高压，模具需要采用高强度、耐高温、耐磨损的材料制造，如热作模具钢等，以保证模具的使用寿命和稳定性
模具制造设备：制造这些高精度模具需要使用先进的模具制造设备，如数控加工中心、电火花加工机床、线切割机床等，用于模具的加工、雕刻和表面处理等工序，以确保模具的精度和质量
周边辅助设备
03
熔化设备：熔炉与保温炉，前者加热金属材料成液态，后者稳定金属液温度，保障压铸持续供液
定量给料设备：定量勺、给料机等精确控制金属液注入量，依零部件规格准确输送
喷涂设备：均匀喷涂脱模剂于模具表面，防铸件粘连，助其顺利脱模
冷却设备：水冷、风冷装置等调控模具与铸件冷却速度，优化组织结构与性能，提升质量精度
取件设备：机械手等自动化机械臂快速准确取件，提升效率，降低人工风险误差
后处理设备：含切割、打磨、钻孔攻牙设备等，对铸件进一步加工，使其达到最终产品要求，如切除浇口溢流口、打磨表面、加工孔洞螺纹等
（图片：鸣谢常州多博特机器人科技股份有限公司）
一体化压铸是一种先进的制造技术，目前在汽车等领域应用较为广泛，但也存在着一定难度，主要的难点问题及解决路径大致有以下几个方面。
模具设计与制造复杂
问题描述：一体化压铸需要大型且复杂的模具，对于模具的结构强度、精度及冷却系统要求高，否则压铸时易变形、开裂，浇口、排气口设计难。高精度制造需先进设备工艺，微小误差易致铸件缺陷。
解决方法
优化结构设计：用CAE软件模拟模具填充、冷却，优化浇口、排气设计，如汽车车身件压铸模设计，可提前规避缺陷。
选好材料与工艺：采用高强度模具钢（如H13钢）及先进加工工艺（高速切削等），并进行表面处理（氮化等）提升模具性能与寿命。
压铸工艺参数控制严格
问题描述：压铸工艺参数多且相互影响，确定最佳组合复杂耗时，过程中参数稳定性难保证，受金属液温度、压铸机压力波动影响易出现铸件缺陷。
解决方法
优化与智能控制：用DOE法研究参数影响并建立数据库，采用先进压铸机控制系统实时监测与智能调控，如高端压铸机自适应系统可依情况自动调参。
在线监测与反馈：装传感器（模具内温度、压力传感器等）在线监测关键参数，异常时及时调整，并用机器视觉检测铸件表面质量，实现质量实时反馈。
对材料性能要求高
问题描述：所需的材料流动性好、凝固收缩率小，且强度与韧性要满足零部件力学性能需求。
解决方法
研发与优化材料：研发新型压铸合金，调合金成分与加微量元素改善流动性与凝固性，如铝合金加稀土元素细化晶粒，同时研究微观组织助力材料优化。
预处理与质控：压铸前对材料精炼、除气等预处理，严控成分与性能指标，建立检验与追溯体系确保材料达标。
铸件质量检测与修复困难
问题描述：一体化压铸大型铸件结构复杂，内部缺陷难检，传统X光检测对厚壁铸件深处缺陷效果不佳。缺陷修复成本高、技术难，局部修复可能影响整体性能且难保修复后质量。
解决方法
先进无损检测：采用超声相控阵、工业CT等多技术结合，超声相控阵高精度扫描微小缺陷，工业CT呈现内部三维图像，提升检测准确性。
研发修复技术与质控：研发激光熔覆、微弧等离子焊接等修复技术，精确控制修复工艺的各项参数，建立严格的修复质量评估体系，全面测试修复后铸件性能。
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展望一体化压铸的发展
/ NEWS TODAY
一体化压铸发展前景极为可观。在市场方面，新能源汽车崛起促使其需求大增，预计到2030年，一体化压铸的全球渗透率将达到30%，行业空间将大幅扩张；在政策上，新能源与智能制造相关政策给予有力扶持；在技术层面上，免热处理合金等的应用让良品率与生产效率持续提升。产业链呈现整合态势，集中度渐升，领军企业优势凸显。环保效益显著，契合可持续发展理念，有利于长远发展。其应用领域正从汽车制造向航空航天、轨道交通、电子设备等拓展，有望在多领域大放异彩，成为推动制造业变革与高效发展的关键力量，在全球产业格局中占据越发重要的地位。
