![]() 近日,紅旗一體壓鑄中后地板開發項目首臺整車順利下線。項目白車身中后地板采用一體壓鑄技術,首次實現了大型一體壓鑄零件車身試制。 產品工藝方案驗證 一體壓鑄中后地板白車身試制技術涉及SPR、鋁點焊、高強度拉鉚等多種輕量化車身連接工藝。新的連接工藝與傳統點焊工藝在設備、工藝方案、工裝方案、工藝參數等方面都有很大的不同,對試制工作帶來了極大的挑戰。 連接工藝試驗驗證 試制團隊對產品連接結構進行分析,梳理出涉及新工藝的全部連接組合。在產品連接前,制備相應的連接試樣,并對每種組合進行金相和力學性能工藝試驗,通過多輪工藝試驗最終確定最優的連接參數,為后續產品的連接提前鎖定設備選型和工藝參數。 試制過程質量管控 在產品試制前,團隊通過對正式零件進行連接試驗,對整個新工藝連接性能進行摸底。針對試驗結果,結合試制樣車用途,分批次分步驟制定應對方案和措施,確保車身連接點合格率逐步提升,車身滿足各類試驗需求。 團隊通過不懈地研究分析,最終實現新工藝連接點合格率大于95%,滿足產品驗證要求,為后續試驗的進行奠定了基礎。過程中對產品和工藝的驗證,為后續大型一體壓鑄白車身量產提供了技術支撐。 一體化壓鑄,即利用大噸位壓鑄機將多個零部件一次壓鑄成型,既避免了大量復雜的連接工藝,又提升生產效率,降低成本。特斯拉率先采用一體化技術;2021年,蔚來等造車新勢力積極跟進;2022年以來,特斯拉實現一體化車身壓鑄件的量產,沃爾沃、大眾、長安等傳統車廠也開始布局,一體壓鑄趨勢漸明,中國汽車材料網帶您一起梳理國內外車企一體化鑄造的進展。 01.國外車企進展 特斯拉 2022Q1財報交流會上表示特斯拉德州奧斯汀工廠在后地板的基礎上,增加前地板(前縱梁)的一體化壓鑄,前后地板的零部件數量從171個減少至2個,焊點數量減少了超過1600個。
2022年4月特斯拉柏林工廠配備8臺“超級壓特機",5月特斯拉采用IDRA集團推出的9000噸級Giga Press巨型壓鑄機生產Cybertuck,進一步簡化汽車生產流程。7月份開始的特斯拉上海超級工廠改造計劃,其中負責生產ModelY的二期產線已于7月16日率先完成改裝工作,完成改造的ModelY產線已用一周時間爬升至2000輛/日的產量,8月產量已穩定在每天2200輛左右。 沃爾沃 2022年2月沃爾沃汽車宣布,瑞典Torslanda計劃于2023年開始建造新工廠,2025年投產。沃爾沃將在工廠中引入一些新的、更可持續的技術和制造工藝。其中包括引入大型鋁制車身部件鑄造工藝。根據相關資料顯示,沃爾沃計劃在新工廠開展一體化后地板的生產,大約在2025年將此零件應用于全新的全電動平臺。而第一款產品將會在后期公布。目前,已經開發出了一種免熱處理的鋁合金材料來滿足新工藝。而且該公司正在研究含有再生鋁的合金,以利于可持續發展。
沃爾沃下一代純電車型一體式壓鑄車身 2022年5月,沃爾沃與布勒Buhler簽訂超大型壓鑄單元一鎖模力8400T的CARAT 840超大型兩板壓鑄機項配機型。 大眾 2022年5月大眾卡塞爾壓鑄廠已經成功地在一臺4400噸的壓鑄機上鑄造了車身后底板,為未來SSP(可擴展系統平臺)電動裝置平臺的高度創新的平臺部件奠定了基礎。研發團隊僅用2分鐘就成功地將這個大型鑄件(1.6米×1.5米)以4400噸的鎖模力壓鑄成功。未來的一體化鑄造件取代了大約30個單獨的部件,總共節省了10千克的重量。該技術目前正在為大眾Trinity車型進行測試,其中SSP是第一次使用。
大眾汽車鋁制車身后底板 奔馳 2022年1月奔馳發布一體化壓鑄成果,性能提升顯著。奔馳全球首發最新科研成果—VISION EQXX,其中最大的創新在于車身的后部及前部塔頂應用了仿生工程結構部件,整個車身后部是由一塊獨立完整的鋁合金鑄件形成。與傳統工藝相比,車身后部的剛性得以大幅提高,并有望減輕15-20%的重量。
奔馳一體化壓鑄車身仿生工程結構部件 02.國內車企進展 蔚來 2022年4月一體化壓鑄后地板已完成白車身安裝下線,ET5使用超高強度鋼鋁混合車身,使車身后地板重量降低30%,后備箱空間增加7L,整車抗扭剛度高達34000N·m/deg。2022年08月24日蔚來首款采用一體化壓鑄站構件車型ET5將量產。蔚來汽車多款SUV新車型將采用一體壓鑄成型的后地板(非分片式)。2022年9月蔚來引入新供應商以解決一體化壓鑄供應瓶頸。
高合汽車(華人運通) 2022年2月華人運通高合汽車與拓普合作的一體化超大壓鑄車身后艙下線。本次7200T壓鑄機生產的超大型結構件長寬分別近1700mm和1500mm,實現15~20%的減重,整個開發周期縮短1/3。材料方面,合作方TechCast™高強韌性免熱處理鋁合金材料可以避免因熱處理帶來的零件尺寸變形及表面缺陷等問題,流動性高于同級別材料15%以上、強塑積高出30%以上,保證了整車碰撞等性能達到更高維度。
圖3-170一體化超大壓鑄車身后艙 高合HiPhiZ首個白車身于2022年4月正式下線,8月正式發布采用一體化超大車身后艙結構件的新車型。
塞力斯(小康) 2022年1月7小康股份投資者交流會信息顯示,預計在今年二季度末或三季度初將會推出一款新的大型SUV;同時,公司正在研發一款全新的大尺寸SUV,預計會在2023年發布。此外,今年還將會有問界M5的純電版推出。小康股份還表示,預計今年年底到明年上半年,會實現一體化壓鑄車身。目前已經進入全面研發階段,一體化壓鑄車身的應用將會減輕車身重量。 長安 2022年6月長安汽車一體式前機艙后地板壓鑄項目招標。2022年07月21日車身一體化壓鑄能力建設項目環評。新建一體式前艙、后地板車間,形成一體式前艙。后地板年產28萬套的生產能力。 2022年08月26日伊之密中標中國長安車身一體化壓鑄項目。 2023年1月15日中國長安超大型一體化壓鑄車身結構件成功試制。中國長安底盤事業部輕量化團隊會同長安汽車制造中心鑄造工藝所團隊奔赴寧波北侖,聯合供應商對歷時半年進行協同設計、制造的一體化前機艙鑄件(模具尺寸3300mm×2800mm×2000mm,重量約120噸)模具裝配、合型、熔煉、壓鑄單元及自動化等各個環節親自進行把控指導,為試制一體化前機艙鑄件做足準備。首個一體化前機艙鑄件于2023年1月15日晚成功產出。 極氪 2022年11月,基于SEA浩瀚架構打造的純電動MPV極氪009正式上市。極氪009整車車身扭轉剛度達到36450N·m/deg,是傳統MPV的3倍以上,成為史上最剛的MPV。極氪009打造了720°全方位安全盔甲。在傳統MPV最為薄弱的車尾,極氪通過汽車行業全球量產最大的7200噸巨型壓鑄機,為極氪009成功打造全球量產最大一體式壓鑄后端鋁車身(長1.4m,寬1.6m),焊接點減少近800個,在遇到沖擊時變形量可減少16%,彎曲剛度提升11%,有效保護后部安全。
與此同時,極氪009的一體式壓鑄后端鋁車身,通過創新的四段式碰撞分區策略,設置了兩段式可拆卸的緩沖結構,幫助用戶更好的降低了碰撞后的維修成本。為了實現一體式壓鑄這一革命性的技術突破,極氪專項投入13億元,涵蓋了從材料革新到生產制造的所有環節。據了解,極氪009車身后地板7200噸級鎖模力巨型壓鑄機為力勁集團設計制造。立石科技為極氪009車身后地板提供了全自動壓鑄工業機器人系統集成。一體壓鑄模溫控制系統則由蘇州奧德高端裝備股份有限公司提供。這也是一體化壓鑄車身在繼純電動轎車、皮卡、SUV之后,首次應用于豪華純電MPV多用途汽車。 小鵬 2023年5月小鵬汽車公布了其前后車身一體化壓鑄生產線。 在“行云直上”小鵬汽車2023技術架構發布會上,小鵬正式發布了實現無人駕駛前的高端智能電動汽車終極技術架構——SEPA 2.0“扶搖”全域智能進化架構。誕生于“扶搖”架構的首款車型為小鵬G6。“扶搖”架構采用國內目前唯一量產的前后一體式鋁壓鑄車身,前后一體壓鑄集成零件數161個,車身結構,一次壓鑄成形,最大鎖模力可達12,000噸。 憑借該工藝,其整車扭轉剛度大幅提升至42,000N·m/deg,比傳統車身提升50%,更大程度提升車身安全性。
在電池方面,“扶搖”架構采用了CIB電池車身一體化技術,將電池包上蓋當作車身地板,降低整車質心高度的同時節省5%垂向車內空間,讓乘坐更舒適、操控穩定性更強。簡單理解,CIB電池車身一體化技術直接將電池包安裝在底盤之上,讓車身、電池和底盤融為一體,大幅提升電池包的能量密度。新一代CIB電池車身一體化技術可以形成類蜂窩鋁板的"三明治"堅固結構。這對比傳統技術形式少了一個車身地板,同時在結構上更簡潔,帶來空間、結構、安全方面的優越性。 03.總結與展望 在特斯拉2019年提出“一體鑄造”技術,一體化壓鑄引發了汽車生產制造革命。通過集成化制造的方式實現多個零部件的一次性成型,彌補了鋁合金結構件在傳統汽車生產工藝下的諸多弊端,是未來汽車提升用鋁量,追逐輕量化的絕佳選擇。目前一體化壓鑄工藝助力鋁合金車身向中低端車型滲透,2025年市場空間有望進一步突破。長期來看,未來一體壓鑄行業將呈現整車廠自制與國內第三方壓鑄廠合作模式共存的格局,并且國內第三方壓鑄廠有望占據更大市場份額并成長為全球性龍頭。 來源:汽車材料網 |