大家好,今天想聊一聊汽车板块中的一个细分领域——一体化压铸。从力劲科技开始关注一体压铸,算来有一年以上时间了,之前重心在设备端,力劲、海天、伊之密等,没有向下游延伸,确实错过了一些机会。
先来了解一下一体化压铸行业的情况:
- 2020年特斯拉与意德拉合作,使用6000T级压铸单元,一体成型压铸生产Model Y白车身后地板总成;
- 2021年Model Y 一体压铸前舱落地柏林工厂,Cybertruck 后地板也将应用;
- 2021年文灿6000T超大型压铸岛成功试模,蔚来ET5采用一体铸造工艺,使用超高强度钢铝混合车身;
- 2022年1月广东鸿图6800T底盘一体化结构件正式下线;
- 2022年2月高合汽车与拓普集团的7200T一体化超大压铸后舱成功下线,应用上海交大的合金材料;
- 大众、沃尔沃、奔驰均发布一体化压铸计划。
一体压铸的工艺:
压铸全称高压铸造,是一种将金属熔液压入钢制模具内施以高压并冷却成型的一种精密铸造法。压铸适合铸造结构复杂、薄壁、精度要求较高、熔点比钢低的金属零件(铝、锌、铜等)。
高压铸造优势:
- 模具可以反复利用;
- 通过模具内的冷却系统可以实现快速成型并实现连续生产;
- 冷却中对熔融金属施加压力保证零件具备更好的应力强度;
- 金属模具内部尺寸精确,可做到精密铸造。
因模具材料为钢制,只能制造熔点比钢低的金属,目前高压铸造使用的基材主要是铝/镁/锌/铜等合金材料,其中铝合金的应用最为广泛。
一体压铸在汽车领域的应用:
一体压铸工艺将取代传统车身结构件的组件冲压和焊接环节,ModelY一体化压铸后地板将零件数量由70个减少至1~2个,焊接点数量减少超1600个,特斯拉全压铸底盘可减少370个零件。整车厂内原先复杂的生产被大幅简化,仅需要将若干车身压铸组件和外覆盖件组装焊接。
特斯拉新一代一体压铸底盘有望降低10%车重,对应续航里程增加14%。一体压铸工艺将主要取代白车身、四门、后盖结构件的冲压和焊接环节,预计一体压铸技术将应用于前后底板、电池盒体、前副车架、电机/电驱外壳等部位。
2022 年一体化压铸件全球市场空间22 亿元,2030年预计市场空间2460 亿元,8 年CAGR 达 80%。
免热材料:
传统压铸需要通过热处理(高温固溶+过时效)来提升其强度、坚固性、延展性等指标,热处理加热和冷却会导致零件变形,需要进行矫形保证尺寸精度。免热处理铝合金具备非常好的热稳定性能与力学性能,不需要经过高温固溶处理和人工时效,仅通过自然时效即可达到较高的强度和塑性,适合大型压铸件生产,可实现一次简单压铸加工。
免热处理合金材料成分、工艺复杂,具备较高的技术壁垒,其中合金材料成分设计是免热处理合金开发的核心技术壁垒。主流高品质免热处理铝合金材料以外企为主,美国铝业EZCAST系列C611免热处理AI-Si系压铸铝合金,德国莱茵金属Al-Si系和Al-Mg系免热处理高强韧合金,加拿大铝业Aural-2和 Aural-3等压铸铝合金材料。
立中集团LDHM-02免热处理合金材料具备自主知识产权,并形成批量供货。上海交大研发免热压铸JDA2b合金,2021年与华人运通高合汽车战略合作,全球首发TechCastTM 超大铸件用低碳铝合金。
2022-2025年国内新能源车免热合金市场规模分别为8.15亿、22.97亿、46.35亿、145.15亿,CAGR为161%。
压铸设备:
压铸机分为冷室机、热室机两大类,冷室压铸机采用卧式结构,压铸时从坩埚炉中取出液体金属浇入压室内,随后压射机构将压室内液态金属压入模具内保压成型,适用尺寸超过10cm以上的产品,材料通常为铝合金、镁合金。
2021-2030年压铸机市场规模从85亿元增长至713亿元。
力劲科技:2008年力劲收购压铸机品牌-意大利意德拉公司,6000T、8000T、9000T等超大型压铸机,正在宁波杭州湾新区建设大型压铸机生产基地,产能400台。
伊之密产品覆盖550T-4500T压铸机,2022年5月推出6000~9000T超大型压铸机。
海天金属2021年4月推出8800T超大型压铸机。
布勒2021年7月推出8400T与9200T压铸机。
一体压铸股票名单:
文灿股份:
7台中大型压铸单元已完成安装调试,1 台9000T压铸机在天津工厂完成安装,处于产品试制阶段,1台9000T压铸机在南通工厂完成安装,6月试模。文灿模具掌握真空高压压铸模具,能够满足铝合金车身结构件对于壁厚的要求。雄邦压铸(南通)配套奔驰、特斯拉、蔚来、小鹏、广汽 AION 等客户,2021年11月18日南通雄邦6000T超大型压铸岛成功试模,2022年4月天津雄邦9000T超大型一体化铝合金后地板产品试制成功。已为蔚来三款量产车型供应车身铝合金结构件,还与5-6家国内外客户进行产品研发,预计在2023年-2025年开始量产。
广东鸿图:
2022年1月成功试制6800T新能源汽车超大型一体化铝合金后地板压铸结构件产品。12000T设备正处于设计开发阶段,预计2022年8月进行动力电池托盘产品试制。免热处理铝合金材料已获得国家授权发明专利,性能和使用成本处于领先水平,并已应用于一体化产品开发试制。
拓普集团:
超大结构件率先下线,免热处理材料实现突破。2022年2月25日拓普集团与高合汽车7200T 一体化超大压铸后舱量产下线,实现15%-20%减重效果。与华人运通及上海交大合作,成功应用TechCast高强韧性免热处理铝合金材料,该材料流动性高于同级别材料15%以上、强塑积高出30%以上。
旭升股份:
2013年成为特斯拉一级供应商,特斯拉是公司第一大客户,采埃孚、长城汽车、宁德时代等开始放量。2021年铝压铸板块订单放量,新增长城DHT双电机、奔驰电机壳体、LUCID 动力系统、车身系统、电池系统等。锻造业务新增新能源汽车转向节、热管理系统阀板等项目定点,挤出产品新获大众MEB平台电池包零部件产品定点,新能源电池包已取得宁德时代、亿纬锂能、赛科利等多个项目,新产品铸锻件已开始配套特斯拉、理想、福特、采埃孚和宝马等。未来三年引进1300T-4500T、6600T 和 8800T 多套冷室压铸岛。
爱柯迪:
汽车铝合金精密压铸件产品结构从中小件不断延伸至新能源车三电系统零部件及结构件,目前已拥有4400T 等规格型号压铸机,建设宁波江北高新技术产业园区,拟购包括2台6100T、2台8400T在内的大型压铸机。