概念解析|一体化压铸概念详细解读及一体化概念热门股

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一体化压铸是世界首富马斯克在2019年提出来的一项新技术。2020年9月,该技术首先应用在了特斯拉ModelY车型的后底板上;2021年5月,特斯拉宣布前机舱总成一体化开发成功,并于同年10月份应用于ModelY车型。

那么,究竟什么是一体化压铸?它有什么优势和劣势?它的产生对汽车行业有什么影响?接下来我们一步一步地进行详细的分析。

一、汽车是怎么制造出来的?

我们经常会听到一个词:汽车组装厂或飞机组装厂。没错,简单地说,汽车是由很多的零部件组装起来的。举个例子,有点像拼乐高,事实上乐高也有汽车拼插玩具。

如果把汽车比作一个乐高玩具,那它有多少“插件”呢?看看下面这张图就会有更直观的认识。

上图也只是展示了汽车结构的一些主要部件,事实上,汽车结构的部件比上图展示的要多的多。把这些部件组装在一起就形成了汽车结构,当然,组装这些部件不是像乐高玩具那样拼插,而是流水线上的机器人通过焊接完成的。即使用到机器人,完成这么多部件的拼接也是需要一定时间的。

那么,什么是汽车结构呢?

汽车结构就是汽车的骨架,我们再以盖楼为例说明一下。房地产公司的设计部有一个岗位叫结构工程师,这个结构工程师就是负责楼房的骨架(结构)的,楼房的结构是通过混凝土浇筑完成的,由于PC技术的应用,建筑施工也在往“拼插”方向转变。

组成汽车结构的这些部件叫“车身结构件”。

二、压铸

正式说一体化压铸之前,我们先来说说什么是压铸。

压铸,是高压铸造的简称。简单说就是,通过高压将液态金属(铝合金)打进模具的内腔,等到液态金属凝固之后,再通过热处理、打磨等程序就生产出了金属件。上面的车身结构件就是通过压铸这种生产工艺被制造出来的。

压铸这种工艺有几个核心点:

一是模具的设计和生产。模具是压铸必要的生产设备,也是非常关键和有技术含量的设备,大多数车身结构件厂商都有自己的模具研发和生产部门,否则就会“受制于人”了。

二是压铸工艺。压铸工艺要求快速将液体金属打进模具内腔,之所以要快,是因为如果慢了,金属还没有填满内腔的时候就可能有部分已经凝固了,必然影响产品质量。另外,快可以尽可能地将内腔的空气排出去,否则产品就可能有气泡。现在一般都是事先就把模具内腔的空气抽走,使里面接近真空状态,那就可以减少产生气泡的几率。所以,“真空”和“高压”这两个条件在压铸工艺中是很重要的。汽车对结构件的要求还是很高的,而这样制造出来的产品在质量上就会可靠很多,不会很粗糙,所以我们一般看这类企业的年报,常常会出现“精密车身结构件”的字眼。

当然,压铸工艺离不开压铸机,吨位越大的压铸机越能制造大型的结构件。

三是材料制备技术。车身结构件对汽车起支撑、抗冲击的作用,因此对强度、延伸率、可焊接性都有着极高要求。

四是热处理工艺。压铸出来的结构件还需要经过热处理程序才能进一步提高质量,达到制造汽车的要求。随着技术的发展,现在已经出现了可以免热处理就能达到质量要求的材料,这种免热处理材料也是一体化压铸可以实现的必要条件。

三、一体化压铸

了解了以上内容,一体化压铸就容易理解了。

我们还是以乐高为例,玩过乐高的都知道,块数越多越价格越贵,而且越难拼插,一个有上千个插件的乐高玩具即使是成年人可能也要拼好几天才能完成,而一个只有几十个插件的乐高玩具,几岁的孩子很快也能完成。

一体化压铸就是把部分车身结构件压铸成一个大的车身机构件,原来需要上百个结构件焊接才能制造出的车身,通过一体化压铸,可能只需要少量的大的结构件焊接就可以完成了。至于少量是多少,那得取决于一体化压铸技术的发展。把一堆废铁放到机器里面,很快就能出来一辆汽车,这在目前还只存在于科幻小说和哆啦A梦的口袋里。

但这也给一体化压铸技术提供了空间,谁能把更多的结构件组合在一起压铸出来,谁就具备了更强的竞争力。

一体化压铸在经济层面的优势是很明显的。

首先,一体化压铸可以降低整车重量和制造成本。

成本方面,一体压铸主要是通过大量工艺、设备的节省从而实现降低制造成本。用一个大型压铸件的一次压铸节省了传统的几十个零部件冲压、焊接等工艺,节省了大量的生产设备,同时也缩小了30%的占地面积。人力上所需技术工人仅为传统汽车焊接工厂的十分之一,马斯克称一-个大型压铸件可以节省300个机器人。

在2020年9月22日的特斯拉电池日发布会.上,马斯克曾表示特斯拉ModelY将采用一体压铸生产车身后底板总成,下车体总成重量将降低30%,制造成本下降40%。

其次,可以提高生产效率,而效率就是金钱。

还是以特斯拉为例,一体压铸将Model3后底板的70多个零部件减少至1-2块,相比于70多个零部件冲压、焊接所需要的2小时左右,一体压铸将时间极大地缩减至80-90秒。

还有一点很重要,促进了新材料的发展。

压铸件通常需要热处理才能达到质量要求,而大型的压铸件进行常规高温热处理后会出现尺寸变形和表面缺陷等问题,极大地影响成品率。2016年,马斯克创立的 Space X 挖来了苹果的合金专家查尔斯·柯伊曼负责 Space X 的材料工程团队。随后,柯伊曼团队研发出来一款适合高强度压铸的免热处理铝合金材料,成为特斯拉一体化压铸技术的基础。

现在,国内也有企业研发出了免热处理的铝合金材料。

一体化压铸也有它的弊端。

弊端是成本转移给了消费者。因为如果一个车的某个零部件坏了,可以花较少的钱换个零件就完了,而一旦一体化的部件坏了,那花的钱就多了,这两年就出现过这样的事情,有车主倒车的时候把车碰坏了,维修费要20万,都快赶上一辆新车的价格了。

但是,相信随着一体化压铸技术的逐步成熟,类似的事情会逐步得到改善,任何事物的发展都不是一蹴而就的,历史的车轮滚滚向前,拥抱新技术,才能最大限度地提高生产效率。

下篇文章将重点聊一下一体化压铸行业的产业链及相关个股。