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    一体化压铸,打破传统“制造思维”

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    华若汀传媒2024-03-15

    在科技飞速发展的当下,车企领导们整天抛出新概念,汽车工程师们长期996。然而,当技术传递到消费者这里,就只剩下了配置和功能了。

    软件时代,技术变得越来越抽象,新技术的迭代速度过快,使得许多人感到认知上的门槛太高,难以理解这些技术。尽管他们对汽车技术仍然感兴趣,但面对复杂的技术细节,他们感到困惑。

    # 撰文 | 萧洋 编审 | 宇傅

    铸造是一种古老的金属加工工艺,已经有超过6000年的历史。中国古代的一些知名器具,如司母戊鼎、四羊方尊等,都是采用铸造工艺制成的。

    而作为当代汽车制造业中重要的铸造技术,"压铸"的历史则不到200年,可以说是铸造技术的"后代"。

    压铸技术,由欧洲人发明,英文名为"Die Casting"。其中,"Die"指的是模具,"Casting"则表示铸造。而当我们提到压铸时,通常指的是高压压铸,即High Pressure Die Casting。

    一般的高压压铸过程如下:首先,将金属材料加热至高温,使其融化成液态。

    然后,将熔融金属注入压铸机中。压铸机以高速、高压的方式将熔融金属充填到模具的型腔中,并在高压条件下使其迅速凝固成固体。

    简而言之,压铸过程包括四个关键步骤:高速注入、高压施加、液态转变为固态、一次成型

    01. 概述

    在汽车零部件领域,压铸工艺早已得到广泛应用,然而在整车制造过程中却较少使用。整车制造通常包括冲压、焊装、涂装和总装等主要工序。

    涉及金属变形的工序主要是冲压和焊装,而一体化压铸则正式用于替代其中的部分工作。

    相比于传统的压铸工艺,一体化压铸有何不同呢?实际上,从工序上来看,它们之间的差异并不大,但目标却有所不同

    压铸主要用于制造单个零部件,而一体化压铸则旨在将多个独立、分散的零部件高度集成,一次性压铸成大型铸件。

    特斯拉是一体化压铸技术的先驱,最早将该工艺应用于Model Y的后底板制造。据官方信息,该工艺可使车辆后底板的生产成本大幅降低40%。

    一体化压铸不仅对汽车制造商有益,对消费者也带来一些好处。该技术减少了零部件和连接点的数量,意味着车身更加完整和刚性更高。高刚性不仅提升安全性和耐久性,还能在极限操控下获得更好的车身姿态。

    此外,较少的零部件和连接点意味着车身重量更轻,这对燃油车的燃油效率和新能源车的续航里程都有益。同时,这还意味着相关制造所需空间更小,有益于设计自由度和驾乘空间。

    出于这么多好处,可以理解为什么在特斯拉提出一体化压铸工艺后,许多新能源制造商迅速追随其后

    02. 极氪

    极氪在2021年量产交付了其旗舰MPV极氪009,这款车型采用了大胆的一体化压铸后端铝车身,创下了迄今为止量产车中最大的一体化后车身

    该零部件通过直接压铸成一个整体的车尾大零件,工艺上减少了80个零部件和近800个焊接点。

    同时,这一设计还实现了16%的重量减轻,减少了16%的变形量,提高了11%的弯曲刚度和9.5%的扭转刚度。车身的扭转刚度达到了36450N·m/deg

    03. 小鹏

    小鹏汽车在一体化压铸领域的量产应用主要体现在其G6和X9 MPV两款车型上。

    X9的中后地板采用了全球最大量产的12000吨压铸机,将167个零部件集成为一个整体,相较传统车身结构减少了19%的部件数量。

    此设计使碰撞变形量减少了20%,弯曲刚度提升了40%,整车后部的整体强度比传统设计提升了30%以上,并且达到了46000N·m/deg的整车扭转刚度。

    小鹏在一体化压铸领域的推进是国内最为激进的。截至目前,小鹏已经采用了三个不同吨位的压铸机来生产不同的产品。

    7000吨级压铸机用于压铸X9的前舱部分

    12000吨级压铸机用于压铸X9的后地板部分以及G6的前后车身零件

    16000吨级压铸机单元正在安装中,将用于生产电池包部件

    04. 赛力斯

    问界M9(图片|配置|询价)采用了大型一体压铸后车体以及其他压铸件。在M9的车身设计中,原本的222个零部件被集成为仅有10个一体化压铸零部件,零部件数量减少了95%

    同时,连接点的数量也减少了1440个,下降了70%。至于问界M9的整车扭转刚度数据,目前还没有具体的公开信息。

    05. 理想

    理想汽车推出了其首款纯电动车型MEGA MPV,并采用了一体化压铸技术。然而,与其他车型不同的是,理想汽车并没有采用完全一体化的地板结构,而是选择对后地板骨架进行了一体化压铸,即采用了分体式设计

    因此,在部件集成方面(零部件减少和连接点减少),理想汽车的表现相对较弱。理想汽车并没有公开这方面的对比数据,因此在成本降低和轻量化方面相对较弱。

    值得一提的是,MEGA的整个车身扭转刚度非常高,达到了44000 N.m/deg

    06. 蔚来

    在2021年12月,蔚来在ET5发布会上宣布其首款一体化压铸车型ET5将采用一体压铸工艺。

    原本的54个零部件被集成为一个零部件,相比传统制造流程,一体化压铸大大缩短了制造时间,达到了高达60%的缩短比例;车身结构上的改变使整体体积更小,为后备厢增加了11升的储物空间;一体成型的后地板减轻了约13公斤的重量;整车的抗扭刚度提升了10%,达到了34000 N.m/deg

    与极氪车型类似,为了解决后市场维修的问题,ET5的后纵梁的后半段采用可吸能结构,而轮拱等易损部位保留了单独的零件设计,以便进行维修或更换。

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