火热的一体化压铸处境为何变得如此微妙？

3月初，在万众期待的特斯拉投资者日上，马斯克对一体化压铸技术只字未提。

从特斯拉公布一体化压铸时资本山呼海啸的支持，到如今二级市场人人持币观望，一体化压铸的处境为何会变得如此微妙？

01 生产革命：冲压焊接合二为一

时间回到2020年9月，马斯克首次宣布，将一体化压铸技术用于生产Model Y后车身底板的生产，并将逐步用2-3个大型压铸件替换整个车身底板370余个结构件，这种颇为大胆的做法为沉闷的整车制造打开了一种全新的思路。

随着智能电动车时代对汽车迭代速度和生产效率要求的提升，传统的生产方式开始显出短板：

1.生产周期长，传统生产工艺为控制精度，每一个零部件的公差都必须严格控制。

2.仓储和土地成本高，汽车的白车身通常由300-500个零部件构成，这些零部件无论是从供应商采购，还是在冲压车间加工完成，都需要进行仓储管理。

3.焊接工艺复杂，工人数量多，由于要将众多冲压件进行连接，汽车生产的四大工艺中，焊装车间的员工人数通常仅次于总装车间。

4.原材料回收率不高，传统车身用料复杂，每个零部件对应的材料种类和型号都不同，导致材料的回收利用率只有70%左右。

在2020年8月，特斯拉引入了一件利器——Giga Press（超级压铸机）。据说，马斯克这么做的灵感来自办公桌上的玩具车模型。

这台占地面积相当于1.5个羽毛球场，重达410吨的大型机器看似复杂，工作原理其实很好理解，有点像古代的青铜器浇铸，让加热成液态或半液态的高温金属进入模具，冷却定型后脱模，就得到了想要的形状。

这种工艺的优点，是能根据模具的设计生产出结构复杂的零部件。在传统汽车生产中，这种零部件通常需要冲压和焊接两步才能完成。

在今年3月初的投资者日上，马斯克给围观群众画了一个新饼，公布了一种名为“unboxed process”的生产模式，整个车身将由六个大的总成组成，每个部分仅以少数压铸件为基础进行拼装，最后像拼乐高一样组合在一起。

新的生产模式中，传统的焊接步骤将被大幅缩减，汽车的四大工艺很可能从冲压、焊装、涂装、总装的线性串联，演变成冲压、压铸并行，串联到涂装、总装的全新形态。

02 硬币的B面：极限工艺的得与失

理想越美好，现实往往越骨感。

去年7月底，推特上一组航拍照片显示，特斯拉德国柏林工厂外随意堆放着大量废弃的Model Y后车身底板废件，外媒报道称该工厂后车身底板压铸的废件率高达60%，因为压铸件达不到特斯拉的要求，柏林工厂被媒体嘲笑为“铸件坟场”。

这组照片意味着即便是占据先发优势的特斯拉也无法保证参透一体化压铸的全部奥秘。

特斯拉柏林工厂外的“铸件坟场”

这是横亘在所有跟随者面前的一堵高墙。目前的一体化压铸，是一项实打实的极限工艺，而极限往往意味着高风险。

在制造业中，有个概念叫工艺设计空间，这个空间定义了各项工程参数的变动范围，在这个范围内任意调整参数也不会影响产品的质量。但当工艺逼近极限，工艺设计空间就会变得极其狭窄，各项工程参数的控制会变得非常严格。

一体化压铸就是如此，它的四大门槛分别是设备、模具、材料和工艺，任何一个环节出现问题，可能就会前功尽弃。

以模具密封性举例，一体化压铸需要采用真空压铸中密封性最强的超真空压铸（＜50mBar），其压铸环境的气压需要达到30mBar以下，而传统的真空压铸气压只需要小于250mBar即可。

模具是一方面，铝合金浇注系统更关键，铝合金溶液有着敏感的结晶时间段，如何在这个时间段内保证铝合金严丝合缝地浇铸到复杂模具的每一个角落也相当考验压铸厂和整车厂的工艺know-how。

在业内人士看来，铸造必然有缺陷，用不用，用在哪儿，取决于整车厂的容忍度。根据公开信息，国内广东鸿图、文灿股份，国外特斯拉的良品率几乎都在90%左右，与传统冲压件99%以上的良品率相去甚远。

而且，为了在成本上具备可行性，整车厂对一体化压铸良品的定义，也和过去对冲压件、小型压铸件的要求不同。根据行业工程师的说法，车企通常会对这类大型零部件进行结构分区，一些不影响结构安全和功能性的瑕疵会被放过，从而提升良品率。

也有蔚来工程师提到，Model Y的后车身底板存在各种裂纹和气孔。这些就是特斯拉在工程上接受了的缺陷，而无法接受这些缺陷的车企就必须接受更低良品率带来的成本损失。

在过去成本三五百元的小型压铸件上，车企通常会接受这种损失。但面对后车身底板这种成本3000元以上的大型压铸件，如果按照良品率90%，年产量10万件计算，车企在这一个零部件上额外付出的成本就达到3000万。

即使代价如此高昂，极限工艺也未必能带来极限提升。

一个反常识的结论是，一体压铸并不代表绝对的降本增效，甚至被众多研报吹捧的轻量化概念，也值得质疑。特斯拉Model Y的两代一体化后车身底板分别重54公斤与65公斤，相比之下，国内某自主品牌同部位分体全铝部件仅重42公斤。导致这种尴尬情况的原因在于，免热处理的铝合金在强度上存在先天不足，而强度不够就需要厚度和重量来凑。

另外，在一些情况下，压铸模具会刻意做宽一些结构中较窄的部分，因为现有工艺下，较窄部分铝合金溶液进入时阻力较大，产生缺陷的概率会直线上升，但做宽这部分就能提升一体化压铸的良品率。

在车企眼中，这部分多出来的质量被视作“无效减重”，会转化成原材料和电池上的成本，限制了一体化压铸带来的降本效果。

03 超高门槛：爆款和高端，缺一不可

对于绝大多数车企来说，一体化压铸在当下的投入产出比都需要被重新估量。

三年前，特斯拉的应用让一体化压铸进入了公众视野，在特斯拉之后，有不少整车厂开始跟进一体化压铸的研究。但时至今日，国内真正和特斯拉一样实现后车身一体化压铸的仅有蔚来ET5、极氪009、高合HiPhi Z等少数车型。

许多车企仍在观望一体化压铸真正的效果，除了考虑到上述投入产出比的问题，还有一个原因是特斯拉的一体化压铸采用的是In-House的生产模式。

传统汽车研发，整车厂与供应商共同研发出的技术往往只在限定期内具备独有性，随着供应商对外供货，整车厂和供应商的人才流动，其他整车厂迟早也会掌握这项技术。尤其在国内汽车产业，技术上几乎没有秘密，而且后来者跟进的成本极低。

但在In-House生产模式下，特斯拉一体化压铸的know-how很难外溢。由于工艺环节繁多，技术复杂，每个工程师只掌握几项工艺，导致除非将特斯拉的压铸团队整个挖走，否则即使能采购到同样的设备，跟进者也需要将特斯拉踩过的坑重新踩一遍。

典型如蔚来，去年就因为压铸件的供应问题，导致了ET7的减产。

退一万步说，即使解决了工艺的难题，一体化压铸也并不适合所有车企，因为一体化压铸的优势在于提高生产节拍，而并非降低成本。

极致高效的背后，是零部件在通用性和灵活性的缺失。

整车厂采购大型压铸机器通常只用来生产一种压铸件，不同车型必须要用不同模具，换句话说，Model Y的后车身地板不可能用在Model X/S上，甚至连尺寸差异不大的Model 3也适配不了。

此外，因为大型压铸件的模具动辄重达百余吨，需要动用起重机进行更换，更换一次模具再启动生产需要耗费10-12个小时，而常规冲压工艺更换模具只需要2-3分钟。在这段时间里，如果一台压铸机不间断运转，能生产200-240个压铸件。整车厂如果不想浪费压铸机的效率，就必须保证有一款足够爆款的车型来消化压铸机的产能，需要有多爆款呢？一次性连续生产5000（10天）-20000（30-40天）件，才是一体式压铸大型结构件比较经济的规模。按照10天5000件的规模门槛来看，一年比较经济的产量大约是18万件，假设压铸的是后车身底板这样的一辆车一件的大型零部件，那么就需要保证这款车型一年的产量大于等于18万台。

可见，相对于普通压铸技术而言，一体化压铸强调大面积一体化，和单个零件压铸有本质区别。相对于传统冲压、焊装、涂装、总装四个环节而言，一体化压铸强调一体成型。

重要提醒：还是那句话，热的时候要冷静，不能跟风。所以现在是做研究的时候，可以帮助想研究一体压铸的人多些思路。

什么是一体化压铸？

要了解一体化压铸还得先了解一下压铸技术。

压铸技术是压力铸造技术的简称，是一种特种铸造技术。该技术是指在高速高压的作用下，将液态或半液态金属填入压铸模型腔，并使金属液在一定的压力下快速凝固成铸件的一种精密铸造方法。该铸造技术目前已有百年历史，并广泛应用于汽车制造行业当中。

目前压铸铝合金制品在汽车用铝中约占54%～70%。车用铝合金按不同加工性能可分为铸造铝合金和变形铝合金两种，铸造铝合金是目前大部分汽车上用量最大的铝合金种类，广泛用于车轮、发动机部件、底架、减震器支架以及空间框架等结构件。

汽车的传统制造工艺，主要包括冲压、焊装、涂装、总装等4个环节。主要工艺流程是将钢板冲压成不同的零部件单件，再通过焊接、铆接、涂胶等方式组装成车身总成，再进行防腐、喷漆等涂装处理，最后将内外饰、动力总成、底盘总成等零部件装配到车身上完成整车总装。一体化压铸技术就是将原本设计中需要组装的多个独立的零件经重新设计，并使用超大型压铸机一次压铸成型，直接获得完整的零部件，实现原有功能。

可见，相对于普通压铸技术而言，一体化压铸强调大面积一体化，和单个零件压铸有本质区别。相对于传统冲压、焊装、涂装、总装四个环节而言，一体化压铸强调一体成型。

一体化压铸的功能实现：

压铸机和压铸模具是压铸生产的核心设备，结合周边配套设备即为压铸岛单元。压铸机就是用于压铸零件生产的机器。压铸机相对标准化，通过安装不同的压铸模具可实现多种形状压铸零件的生产。当压铸生产时，现将熔融的液态铝合金倒入压铸机的压射机构内，压射机构将铝液推入模具内并加压成型，通过模具内的冷却系统将铝合金零件快速冷却至固态，最后模具打开由机器人取出零件、清理喷涂脱模剂再进行下一个循环生产。压铸生产温度高、烟气多、噪声大，业内通常采用自动化生产。压铸机周边需要配套熔炼炉、机边炉、取件和清理喷雾机器人、切边设备、机加工机床、检测设备、冷却系统、排气系统等，上述周边设备与压铸机、压铸模具组合在一起的压铸生产单元即为压铸岛。

一体化压铸的优势：

1、汽车轻量化要求。符合碳中和大战略。一体化压铸的应用有助于轻量化的实现，特斯拉Mo­d­el Y后地板总成采用一体压铸后重量降低了30%。对于新能源车而言，重量减轻意味着续航里程增加。

2、成本下降。特斯拉率先应用一体化压铸的后地板，制造成本相比原来下降了40%，主要是由于以下方面：

➢降低生产成本：传统生产数十个零部件，至少需要数十套模具，此外还有生产线周边的机器臂、传输线、各种夹具等；一体化压铸可以将几十个零部件合成一个，采用超大型压铸机一次压铸成型。

➢降低土地成本：一台大型压铸机占地面积仅100平方米，特斯拉采用大型压铸机后，工厂占地面积减少了30%。

➢降低人工成本：国内主流的焊装工厂需配套200-300名产线工人，而采用一体压铸后，能缩减到原来的十分之一。

3、效率提高。大型压铸机一次压铸加工的时间不足两分钟，80-90秒即可完成，每小时能完成40-45个铸件，一天能生产1000个铸件。如果采用传统加工工艺，冲压加焊装70个零件组装一个部件，至少需要两个小时，必须多线并进，才能满足生产节奏。

一体化压铸进程：

2020年，特斯拉开始与压铸设备商意大利意德拉（力劲科技的子公司）合作，使用6000吨级压铸单元Gi­ga Pr­e­ss，采用一体成型压铸的方式生产Mo­d­el Y白车身后地板总成。

2020年9月的电池日上，特斯拉宣布Mo­d­el Y采用一体式压铸后地板总成，将原来通过零部件冲压、焊接的总成一次压铸成型，相比原来可减少79个部件，制造成本因此下降40%，这标志着大型单体铸造零件拼装整车的设计思路正式落地。

2021年5月，特斯拉前机舱总成开发成功，于10月份应用于Mo­d­el Y车型。特斯拉已将一体化压铸技术作为标准工艺进行布局。特斯拉在加州弗里蒙特、中国上海、德国柏林、美国得州分别设立工厂，同时拥有14台一体化压铸设备。

其他主机厂跟进布局一体化压铸技术。继特斯拉之后，蔚来、小鹏、高合、小康赛力斯等新势力以及大众、沃尔沃等传统车企均开始跟进布局和规划应用一体化压铸技术。

国内新势力中，蔚来ET5率先应用一体铸造技术，轻量化、安全性领先。2021年10月，蔚来汽车宣布成功验证开发了可用于制造大型压铸件的免热处理材料，将会应用在蔚来第二代平台车型上。新材料避免了传统压铸件在热处理过程中引起的尺寸变形及表面缺陷。2021年12月，蔚来在ET5发布会上正式宣布将开始采用一体铸造工艺，ET5将使用超高强度钢铝混合车身，使车身后地板重量降低30%，后备箱空间增加7L，整车抗扭刚度高达34000N·m/deg。

高合汽车在一体铸造材料、制造端推进领先。截至成功下线时，该压铸机是汽车零部件领域已知最大的一体化铝合金压铸件，未来也将应用于高合各类车型中。

大众计划于SSP平台开始应用一体压铸，样件已于卡塞尔工厂下线。据德国《商报》报道，大众将在集团总部所在地——德国沃尔夫斯堡建立一座全新的工厂，投资约20亿欧元，新工厂预计将从2026年起生产首批Tr­i­n­i­ty纯电动汽车，且计划引入一体压铸技术。大众现有的大部分电动车型均是基于MEB平台打造，而新一代电动汽车平台SSP无论从软件还是硬件架构上都将提供更好的可拓展性，Tr­i­n­i­ty车型则是基于SSP平台打造的首批车型之一。

外资比较犹豫：全球具备规模化生产铝车身结构件较多经验ti­er1仅5家，其中四家外资分别是乔治费歇尔、皮尔博格、卡斯马、DGS；国内为文灿股份。一体化压铸成熟度较低且资产投入较大，外资风格相对保守，面临“现有鸡还是先有蛋”问题，技术，订单不确定性使得投资意愿低。