一体化压铸行业分类、应用领域及需求如何？

汽车电动&轻量化推动一体化压铸潮流。

1.压铸为金属制造工艺，广泛应用于汽车领域

压铸是利用模具内腔对融化的金属施加高压的一种金属铸造工艺。而压铸机则是用 于压力铸造的机器，在压力作用下把熔融金属液压射到模具中冷却成型，开模后得到固 体金属铸件。根据压铸对象分类，压铸机可以分为热室压铸机与冷室压铸机。根据特种 铸造数据，2021 年我国冷室压铸机存量占压铸机总数量 80%左右，热室压铸机存量占压 铸机总数量 20%左右。热室压铸机主要用于压铸锌、锡、铅等低熔点合金；而铝、镁、 铜等高熔点金属通常是冷室压铸机的应用范围。此外，相对于冷室压铸机，热室压铸机 的吨位较小，主要用于生产小型铸件。在实际生产过程中，冷室压铸机的生产量远高于 热室压铸机。

根据压铸锁模力大小分类，压铸机可以分为小型、中型和大型机，目前存 量压铸机以小型和中型压铸机为主，而随着近年来大型零部件应用压铸工艺的场景增多， 压铸机大型化趋势开始显现。从下游分类来看，压铸机主要应用于汽车、摩托车、3C、家电、电动工具、航空航 天等领域，其中汽车和摩托车行业是压铸机的主要下游。根据《中国压铸机械行业现状 及发展趋势研究报告》，2012 年压铸机在汽车和摩托车领域的应用占比已达 65%。根据 产业信息网，2018 年汽车和摩托车领域的应用占比保持 65%的高位，仍然是压铸机最主 要的下游应用。

2.汽车电动化&轻量化共同推动一体化压铸需求

2.1.续航焦虑推动汽车轻量化，催生一体化压铸需求

新能源车续航焦虑推动轻量化进程。在碳中和政策和市场的双重推动下，国内新能 源车渗透率迅速提升。根据国家统计局数据，新能源汽车渗透率从 2020M1 的 2.7%迅速 提升至 2022M11 的 33.8%。而伴随着新能源车的普及，续航焦虑成为消费者最为关注的 话题。新能源车因携带额外的三电系统，整车质量高于传统燃油车，其续航能力也相应 下滑。从长远角度考虑，新能源车轻量化势在必行。而在不同的轻量化材料中，铝合金 的性能、密度以及价格等多方面具备优势，是最具有性价比的轻量化材料。

轻量化车身拼接难度提升，催生一体化压铸需求。传统汽车制造工艺主要分为冲压、 焊装、涂装、总装四个环节。冲压环节是利用不同的压机，完成车门、左右侧围、机舱 盖、前后底板、顶盖、后背门及各种冲压小件的制造；然后通过焊接工艺将冲压完成后 的车身围件焊接在一起。最后通过喷涂和总装下线成为合格商品车。轻量化车身会同时 使用到铝合金、碳纤维、钢材等多种材料，因此相较于纯钢车身其焊接、拼接难度大幅 度提升。

以 2019 年奥迪 A8 车型为例，车身分为铝合金、钢、碳纤维复合材料、镁合金等多 种材料，虽然轻量化效果极佳，但是奥迪 A8 一共采用了 14 种连接方式来进行整车的组 合，包括点焊、MIG 焊、激光焊等 8 种热连接技术和铆接、卷边、螺丝连接、胶水连接 等 6 种连接技术，大大提升了生产难度，并且提高了整车的制造成本。而一体化压铸能 够替代传统冲压-焊装工艺，适用于轻量化车身。一体化压铸是通过大吨位的压铸机，将 原本单独冲压的各个零部件集中后，一次性压铸成 1-2 个大型铸件，能够很好得替代冲 压&焊接工艺，并有效提升铝合金车身制造效率。

2.2.一体化压铸优势明显，但在材料、模具等方面要求更高

相较于传统的冲压-焊接模式，一体化压铸优势明显，主要体现在以下几个方面： （1）减少零部件数量&焊点，加工时间大幅缩短：2020 年特斯拉率先在上海工厂 Model Y 上运用一体化压铸技术，核心是对后底板总成+轮罩部分进行压铸，将原有 71 个零部件简化为 1 个，焊点由 700 多个减少至约 50 个，生产时间从 1-2 个小时缩短至 3-5 分钟。2022 年根据特斯拉一季度财报披露，德州奥斯汀工厂在后底板一体化压铸的 基础上，尝试进行前舱总成的一体化压铸，将前后底板零部件数量从171个减少到2个， 减少焊点超过 1600 个。

（2）设备、场地和人员的全面节省：根据特斯拉数据，相较于传统白车身的焊接 线，采用一体化压铸下单条产线可节省约300个工业机器人，厂区占地面积减少约30%。 同时员工数量也能够大幅缩减。 （3）压铸废品再利用率更高：传统冲压-焊接工艺废品率极高，通常成品率仅为 60- 70%，而废品只能按照废旧金属出售；而一体化压铸可以反复熔铸，因此废品、边角料 等可以回炉重铸，能够使材料利用率达到 90%以上，降低厂商的生产成本。

（4）缩短新车开发周期：一化压铸模式下，针对不同的电池系统或车型，只需要调 整模具就能够迅速生产出新的零部件，相较于传统的生产模式能够降低重新设计的成本， 并缩短新车开发周期。 （5）车身重量减轻后，在续航里程不变的情况下能够减少电池容量。根据特斯拉 数据，新一代特斯拉一体压铸底盘有望降低车身重量 10%，对应续航里程增加 14%。

但一体化压铸也存在维修费用较高，对设备工艺要求更高等缺点。 （1）维修费用高：一体化压铸件为铝合金材质，无法通过钣金修复，一旦产生碰撞 只能够更换。而一体化压铸件多为大型零部件，整体更换费用高昂。然而未来随着一体 化压铸的规模化应用，维修费用有望降低；此外随着无人化驾驶的推广，碰撞本身的几 率也在降低。 （2）对设备工艺要求高：对于不同尺寸的汽车零部件压铸过程，需要不同吨位的 压铸机进行实现。根据各家车企披露资料测算，从铝合金小件外壳（上限 1600T）到车 身结构件（减震筒/纵梁/A/B 柱等）（上限 4400T），所需压机的锁模力不断提升。一体化 压铸由于零部件体积更大，需要更大吨位的压铸机配合（通常>6000T）。此外由于体积 增大，对热处理、模具设计等工艺要求也在提升。