一体化压铸的本质是在零件尺寸和应用部位上实现重大突破的高压铸造技术。一体化压铸工艺是指采用大型压铸机,将多个单独、分散的零件高度集成,压铸一次形成若干个大型压铸件,从而替代多个零件先冲压再焊接或铆接组合。
一体化压铸是传统压铸工艺的改进和优化,相对于传统压铸工艺,它具有明显的优点:
01减少材料浪费:一体化压铸工艺通常能够更有效地利用材料,减少废料的产生,该工艺将多个零件或组件合并成一个整体,可以减少不必要的剪裁和切割。
02减少零件数量:通过将多个零件合并成一个整体,一体化压铸可以减少产品的零件数量,降低库存管理和零件管理的复杂性。
03更高的生产效率:由于一体化压铸可以同时制造多个零件或组件,生产效率通常更高,减少了制造过程中的工序和时间,降低了制造成本。
04提高产品一致性:一体化压铸减少了人为因素对产品质量的影响,可以确保所有的零件都具有相同的设计和材料特性,从而提高了产品的质量和一致性。
05更轻量化的设计:一体化压铸通常采用更加轻量化的材料、结构与工艺,从而降低零件重量,这对于汽车和航空等领域的轻量化设计非常重要。
06节约能源:一体化压铸通常需要较少的加热和冷却循环,从而降低了能源消耗。
总的来说,一体化压铸相比传统压铸工艺在材料利用、生产效率、产品质量、一致性和成本等方面具有明显的优势,这些优势使一体化压铸工艺将会成为许多工业领域中的重要制造方式。
但是,与传统的压铸工艺相比,一体化压铸工艺的应用也面临一些难点与挑战。
◉ 首先,一体化压铸技术的实施成本高昂,包括压铸设备和压铸模具,生产过程中的废品率较高;
◉ 其次,由于一体化压铸件的尺寸通常较大,热处理会导致变形和表面缺陷等问题,造成成本损失,因此,免热处理的材料是一项技术难题;
◉ 第三,压铸需要高温高压环境,对设备和工艺要求很高,一旦模具出现问题或者产生废品,会导致生产线停滞,影响生产效率;
◉ 第四,使用一体化压铸车身的车辆一旦出现碰撞事故,维修成本很高。 一体化压铸前景广阔,按照当前汽车生产工艺的一体化路径来看,一体化压铸对于成本、效率、减重、安全等方面的改善十分显著,已经成为汽车制造的新趋势。在特斯拉应用一体化压铸工艺之后,其他主机厂也看准风口进场,行业新势力及传统车企均开始规划或已经应用一体化压铸技术于新能源汽车上。一体化压铸的产业链上下游协同发展,除整车厂外,材料、模具、大型压铸机行业也都在加快一体化压铸的布局,共同推进一体化压铸的应用,一体化压铸工艺的发展还大有可为。
介绍几家已经掌握大型压铸机制造技术的厂商,包括:力劲科技、海天、伊之密、瑞士布勒集团(以下排名不分先后)。
力劲科技
力劲科技于1979年在香港成立,最初代理日本小型热室压铸机,后来在大陆制造压铸机并且成为中国市场出货量最大的压铸机制造商。目前,力劲科技已经推出了6000,6800,7200,8000,9000,12000T的多种超大型压铸机。
2008年,力劲科技收购了IDRA(意德拉公司),扩大了其在国际上的市场占有率,成为了世界上最大的压铸机生产商。2019年,力劲科技与特斯拉展开合作,由旗下子公司意德拉打造了代号为IDRA OL6100 CS的大型压铸机,为特斯拉的一体化压铸技术的应用提供了关键支持。
力劲科技的MPRESS冷室压铸机 (来源:力劲科技官网)
海天集团
海天集团处在注塑机领域发展前列,近几年,海天跨界进入压铸机领域。2016年,海天集团组建了海天金属公司,从事HDC型冷室压铸机设计与制造。2019年开始设计制造HDC8800T超大型压铸机,2022年9月投入使用,可实现包括新能源汽车在内的车身、底盘等大型结构件一体化、集成化压铸成型。
HDC系列冷室压铸机 (来源:海天集团官网)
伊之密
伊之密股份有限公司不仅是中高端成型装备主机制造商,更是先进的成型装备整体解决方案的服务商。伊之密的LEAP系列压铸机可应用于新能源汽车、交通设施、航天航空等领域,还具有超大型一体化压铸成型解决方案,同时和一汽签署了9000T压铸机的合作协议。
伊之密的LEAP系列压铸机 (来源:伊之密官网)
瑞士布勒集团(BUHLE)
布勒集团作为老牌压铸机制造商,创立于1860年,至今已有超过160年的历史。在布勒集团给出的一体化压铸解决方案中,采用了两模板Carat系列压铸机,该系列压铸机有从5600T到9200T等多种型号,具有超低的偏差和超高的尺寸精度,在生产大型复杂结构件方面的价值已经经过长期验证。布勒集团的超大型压铸机订单主要来自于瑞典沃尔沃,汽车零部件供应商德国汉特曼和爱柯迪等。
两模板Carat系列压铸机 (来源:布勒公司官网)