3月初，在萬眾期待的特斯拉投資者日上，馬斯克對一體化壓鑄技術只字未提。

從特斯拉公布一體化壓鑄時資本山呼海嘯的支持，到如今二級市場人人持幣觀望，一體化壓鑄的處境為何會變得如此微妙？

01 生產(chǎn)革命：沖壓焊接合二為一

時間回到2020年9月，馬斯克首次宣布，將一體化壓鑄技術用于生產(chǎn)Model Y后車身底板的生產(chǎn)，并將逐步用2-3個大型壓鑄件替換整個車身底板370余個結構件，這種頗為大膽的做法為沉悶的整車制造打開了一種全新的思路。

隨著智能電動車時代對汽車迭代速度和生產(chǎn)效率要求的提升，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式開始顯出短板：

1.生產(chǎn)周期長，傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝為控制精度，每一個零部件的公差都必須嚴格控制。

2.倉儲和土地成本高，汽車的白車身通常由300-500個零部件構成，這些零部件無論是從供應商采購，還是在沖壓車間加工完成，都需要進行倉儲管理。

3.焊接工藝復雜，工人數(shù)量多，由于要將眾多沖壓件進行連接，汽車生產(chǎn)的四大工藝中，焊裝車間的員工人數(shù)通常僅次于總裝車間。

4.原材料回收率不高，傳統(tǒng)車身用料復雜，每個零部件對應的材料種類和型號都不同，導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（超級壓鑄機）。據(jù)說，馬斯克這么做的靈感來自辦公桌上的玩具車模型。

這臺占地面積相當于1.5個羽毛球場，重達410噸的大型機器看似復雜，工作原理其實很好理解，有點像古代的青銅器澆鑄，讓加熱成液態(tài)或半液態(tài)的高溫金屬進入模具，冷卻定型后脫模，就得到了想要的形狀。

這種工藝的優(yōu)點，是能根據(jù)模具的設計生產(chǎn)出結構復雜的零部件。在傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)中，這種零部件通常需要沖壓和焊接兩步才能完成。

在今年3月初的投資者日上，馬斯克給圍觀群眾畫了一個新餅，公布了一種名為“unboxed process”的生產(chǎn)模式，整個車身將由六個大的總成組成，每個部分僅以少數(shù)壓鑄件為基礎進行拼裝，最后像拼樂高一樣組合在一起。

新的生產(chǎn)模式中，傳統(tǒng)的焊接步驟將被大幅縮減，汽車的四大工藝很可能從沖壓、焊裝、涂裝、總裝的線性串聯(lián)，演變成沖壓、壓鑄并行，串聯(lián)到涂裝、總裝的全新形態(tài)。

02 硬幣的B面：極限工藝的得與失

理想越美好，現(xiàn)實往往越骨感。

去年7月底，推特上一組航拍照片顯示，特斯拉德國柏林工廠外隨意堆放著大量廢棄的Model Y后車身底板廢件，外媒報道稱該工廠后車身底板壓鑄的廢件率高達60%，因為壓鑄件達不到特斯拉的要求，柏林工廠被媒體嘲笑為“鑄件墳場”。

這組照片意味著即便是占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢的特斯拉也無法保證參透一體化壓鑄的全部奧秘。

特斯拉柏林工廠外的“鑄件墳場”

這是橫亙在所有跟隨者面前的一堵高墻。目前的一體化壓鑄，是一項實打實的極限工藝，而極限往往意味著高風險。

在制造業(yè)中，有個概念叫工藝設計空間，這個空間定義了各項工程參數(shù)的變動范圍，在這個范圍內任意調整參數(shù)也不會影響產(chǎn)品的質量。但當工藝逼近極限，工藝設計空間就會變得極其狹窄，各項工程參數(shù)的控制會變得非常嚴格。

一體化壓鑄就是如此，它的四大門檻分別是設備、模具、材料和工藝，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，可能就會前功盡棄。

以模具密封性舉例，一體化壓鑄需要采用真空壓鑄中密封性最強的超真空壓鑄（＜50mBar），其壓鑄環(huán)境的氣壓需要達到30mBar以下，而傳統(tǒng)的真空壓鑄氣壓只需要小于250mBar即可。

模具是一方面，鋁合金澆注系統(tǒng)更關鍵，鋁合金溶液有著敏感的結晶時間段，如何在這個時間段內保證鋁合金嚴絲合縫地澆鑄到復雜模具的每一個角落也相當考驗壓鑄廠和整車廠的工藝know-how。

在業(yè)內人士看來，鑄造必然有缺陷，用不用，用在哪兒，取決于整車廠的容忍度。根據(jù)公開信息，國內廣東鴻圖、文燦股份，國外特斯拉的良品率幾乎都在90%左右，與傳統(tǒng)沖壓件99%以上的良品率相去甚遠。

而且，為了在成本上具備可行性，整車廠對一體化壓鑄良品的定義，也和過去對沖壓件、小型壓鑄件的要求不同。根據(jù)行業(yè)工程師的說法，車企通常會對這類大型零部件進行結構分區(qū)，一些不影響結構安全和功能性的瑕疵會被放過，從而提升良品率。

也有蔚來工程師提到，Model Y的后車身底板存在各種裂紋和氣孔。這些就是特斯拉在工程上接受了的缺陷，而無法接受這些缺陷的車企就必須接受更低良品率帶來的成本損失。

在過去成本三五百元的小型壓鑄件上，車企通常會接受這種損失。但面對后車身底板這種成本3000元以上的大型壓鑄件，如果按照良品率90%，年產(chǎn)量10萬件計算，車企在這一個零部件上額外付出的成本就達到3000萬。

即使代價如此高昂，極限工藝也未必能帶來極限提升。

一個反常識的結論是，一體壓鑄并不代表絕對的降本增效，甚至被眾多研報吹捧的輕量化概念，也值得質疑。特斯拉Model Y的兩代一體化后車身底板分別重54公斤與65公斤，相比之下，國內某自主品牌同部位分體全鋁部件僅重42公斤。導致這種尷尬情況的原因在于，免熱處理的鋁合金在強度上存在先天不足，而強度不夠就需要厚度和重量來湊。

另外，在一些情況下，壓鑄模具會刻意做寬一些結構中較窄的部分，因為現(xiàn)有工藝下，較窄部分鋁合金溶液進入時阻力較大，產(chǎn)生缺陷的概率會直線上升，但做寬這部分就能提升一體化壓鑄的良品率。

在車企眼中，這部分多出來的質量被視作“無效減重”，會轉化成原材料和電池上的成本，限制了一體化壓鑄帶來的降本效果。

03 超高門檻：爆款和高端，缺一不可

對于絕大多數(shù)車企來說，一體化壓鑄在當下的投入產(chǎn)出比都需要被重新估量。

三年前，特斯拉的應用讓一體化壓鑄進入了公眾視野，在特斯拉之后，有不少整車廠開始跟進一體化壓鑄的研究。但時至今日，國內真正和特斯拉一樣實現(xiàn)后車身一體化壓鑄的僅有蔚來ET5、極氪009、高合HiPhi Z等少數(shù)車型。

許多車企仍在觀望一體化壓鑄真正的效果，除了考慮到上述投入產(chǎn)出比的問題，還有一個原因是特斯拉的一體化壓鑄采用的是In-House的生產(chǎn)模式。

傳統(tǒng)汽車研發(fā)，整車廠與供應商共同研發(fā)出的技術往往只在限定期內具備獨有性，隨著供應商對外供貨，整車廠和供應商的人才流動，其他整車廠遲早也會掌握這項技術。尤其在國內汽車產(chǎn)業(yè)，技術上幾乎沒有秘密，而且后來者跟進的成本極低。

但在In-House生產(chǎn)模式下，特斯拉一體化壓鑄的know-how很難外溢。由于工藝環(huán)節(jié)繁多，技術復雜，每個工程師只掌握幾項工藝，導致除非將特斯拉的壓鑄團隊整個挖走，否則即使能采購到同樣的設備，跟進者也需要將特斯拉踩過的坑重新踩一遍。

典型如蔚來，去年就因為壓鑄件的供應問題，導致了ET7的減產(chǎn)。

退一萬步說，即使解決了工藝的難題，一體化壓鑄也并不適合所有車企，因為一體化壓鑄的優(yōu)勢在于提高生產(chǎn)節(jié)拍，而并非降低成本。

極致高效的背后，是零部件在通用性和靈活性的缺失。

整車廠采購大型壓鑄機器通常只用來生產(chǎn)一種壓鑄件，不同車型必須要用不同模具，換句話說，Model Y的后車身地板不可能用在Model X/S上，甚至連尺寸差異不大的Model 3也適配不了。

此外，因為大型壓鑄件的模具動輒重達百余噸，需要動用起重機進行更換，更換一次模具再啟動生產(chǎn)需要耗費10-12個小時，而常規(guī)沖壓工藝更換模具只需要2-3分鐘。在這段時間里，如果一臺壓鑄機不間斷運轉，能生產(chǎn)200-240個壓鑄件。整車廠如果不想浪費壓鑄機的效率，就必須保證有一款足夠爆款的車型來消化壓鑄機的產(chǎn)能，需要有多爆款呢？一次性連續(xù)生產(chǎn)5000（10天）-20000（30-40天）件，才是一體式壓鑄大型結構件比較經(jīng)濟的規(guī)模。按照10天5000件的規(guī)模門檻來看，一年比較經(jīng)濟的產(chǎn)量大約是18萬件，假設壓鑄的是后車身底板這樣的一輛車一件的大型零部件，那么就需要保證這款車型一年的產(chǎn)量大于等于18萬臺。

可見，相對于普通壓鑄技術而言，一體化壓鑄強調大面積一體化，和單個零件壓鑄有本質區(qū)別。相對于傳統(tǒng)沖壓、焊裝、涂裝、總裝四個環(huán)節(jié)而言，一體化壓鑄強調一體成型。

重要提醒：還是那句話，熱的時候要冷靜，不能跟風。所以現(xiàn)在是做研究的時候，可以幫助想研究一體壓鑄的人多些思路。

什么是一體化壓鑄？

要了解一體化壓鑄還得先了解一下壓鑄技術。

壓鑄技術是壓力鑄造技術的簡稱，是一種特種鑄造技術。該技術是指在高速高壓的作用下，將液態(tài)或半液態(tài)金屬填入壓鑄模型腔，并使金屬液在一定的壓力下快速凝固成鑄件的一種精密鑄造方法。該鑄造技術目前已有百年歷史，并廣泛應用于汽車制造行業(yè)當中。

目前壓鑄鋁合金制品在汽車用鋁中約占54%～70%。車用鋁合金按不同加工性能可分為鑄造鋁合金和變形鋁合金兩種，鑄造鋁合金是目前大部分汽車上用量最大的鋁合金種類，廣泛用于車輪、發(fā)動機部件、底架、減震器支架以及空間框架等結構件。

汽車的傳統(tǒng)制造工藝，主要包括沖壓、焊裝、涂裝、總裝等4個環(huán)節(jié)。主要工藝流程是將鋼板沖壓成不同的零部件單件，再通過焊接、鉚接、涂膠等方式組裝成車身總成，再進行防腐、噴漆等涂裝處理，最后將內外飾、動力總成、底盤總成等零部件裝配到車身上完成整車總裝。一體化壓鑄技術就是將原本設計中需要組裝的多個獨立的零件經(jīng)重新設計，并使用超大型壓鑄機一次壓鑄成型，直接獲得完整的零部件，實現(xiàn)原有功能。

可見，相對于普通壓鑄技術而言，一體化壓鑄強調大面積一體化，和單個零件壓鑄有本質區(qū)別。相對于傳統(tǒng)沖壓、焊裝、涂裝、總裝四個環(huán)節(jié)而言，一體化壓鑄強調一體成型。

一體化壓鑄的功能實現(xiàn)：

壓鑄機和壓鑄模具是壓鑄生產(chǎn)的核心設備，結合周邊配套設備即為壓鑄島單元。壓鑄機就是用于壓鑄零件生產(chǎn)的機器。壓鑄機相對標準化，通過安裝不同的壓鑄模具可實現(xiàn)多種形狀壓鑄零件的生產(chǎn)。當壓鑄生產(chǎn)時，現(xiàn)將熔融的液態(tài)鋁合金倒入壓鑄機的壓射機構內，壓射機構將鋁液推入模具內并加壓成型，通過模具內的冷卻系統(tǒng)將鋁合金零件快速冷卻至固態(tài)，最后模具打開由機器人取出零件、清理噴涂脫模劑再進行下一個循環(huán)生產(chǎn)。壓鑄生產(chǎn)溫度高、煙氣多、噪聲大，業(yè)內通常采用自動化生產(chǎn)。壓鑄機周邊需要配套熔煉爐、機邊爐、取件和清理噴霧機器人、切邊設備、機加工機床、檢測設備、冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等，上述周邊設備與壓鑄機、壓鑄模具組合在一起的壓鑄生產(chǎn)單元即為壓鑄島。

一體化壓鑄的優(yōu)勢：

1、汽車輕量化要求。符合碳中和大戰(zhàn)略。一體化壓鑄的應用有助于輕量化的實現(xiàn)，特斯拉Mo-d-el Y后地板總成采用一體壓鑄后重量降低了30%。對于新能源車而言，重量減輕意味著續(xù)航里程增加。

2、成本下降。特斯拉率先應用一體化壓鑄的后地板，制造成本相比原來下降了40%，主要是由于以下方面：

?降低生產(chǎn)成本：傳統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)十個零部件，至少需要數(shù)十套模具，此外還有生產(chǎn)線周邊的機器臂、傳輸線、各種夾具等；一體化壓鑄可以將幾十個零部件合成一個，采用超大型壓鑄機一次壓鑄成型。

?降低土地成本：一臺大型壓鑄機占地面積僅100平方米，特斯拉采用大型壓鑄機后，工廠占地面積減少了30%。

?降低人工成本：國內主流的焊裝工廠需配套200-300名產(chǎn)線工人，而采用一體壓鑄后，能縮減到原來的十分之一。

3、效率提高。大型壓鑄機一次壓鑄加工的時間不足兩分鐘，80-90秒即可完成，每小時能完成40-45個鑄件，一天能生產(chǎn)1000個鑄件。如果采用傳統(tǒng)加工工藝，沖壓加焊裝70個零件組裝一個部件，至少需要兩個小時，必須多線并進，才能滿足生產(chǎn)節(jié)奏。

一體化壓鑄進程：

2020年，特斯拉開始與壓鑄設備商意大利意德拉（力勁科技的子公司）合作，使用6000噸級壓鑄單元Gi-ga Pr-e-ss，采用一體成型壓鑄的方式生產(chǎn)Mo-d-el Y白車身后地板總成。

2020年9月的電池日上，特斯拉宣布Mo-d-el Y采用一體式壓鑄后地板總成，將原來通過零部件沖壓、焊接的總成一次壓鑄成型，相比原來可減少79個部件，制造成本因此下降40%，這標志著大型單體鑄造零件拼裝整車的設計思路正式落地。

2021年5月，特斯拉前機艙總成開發(fā)成功，于10月份應用于Mo-d-el Y車型。特斯拉已將一體化壓鑄技術作為標準工藝進行布局。特斯拉在加州弗里蒙特、中國上海、德國柏林、美國得州分別設立工廠，同時擁有14臺一體化壓鑄設備。

其他主機廠跟進布局一體化壓鑄技術。繼特斯拉之后，蔚來、小鵬、高合、小康賽力斯等新勢力以及大眾、沃爾沃等傳統(tǒng)車企均開始跟進布局和規(guī)劃應用一體化壓鑄技術。

國內新勢力中，蔚來ET5率先應用一體鑄造技術，輕量化、安全性領先。2021年10月，蔚來汽車宣布成功驗證開發(fā)了可用于制造大型壓鑄件的免熱處理材料，將會應用在蔚來第二代平臺車型上。新材料避免了傳統(tǒng)壓鑄件在熱處理過程中引起的尺寸變形及表面缺陷。2021年12月，蔚來在ET5發(fā)布會上正式宣布將開始采用一體鑄造工藝，ET5將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。

高合汽車在一體鑄造材料、制造端推進領先。截至成功下線時，該壓鑄機是汽車零部件領域已知最大的一體化鋁合金壓鑄件，未來也將應用于高合各類車型中。

大眾計劃于SSP平臺開始應用一體壓鑄，樣件已于卡塞爾工廠下線。據(jù)德國《商報》報道，大眾將在集團總部所在地——德國沃爾夫斯堡建立一座全新的工廠，投資約20億歐元，新工廠預計將從2026年起生產(chǎn)首批Tr-i-n-i-ty純電動汽車，且計劃引入一體壓鑄技術。大眾現(xiàn)有的大部分電動車型均是基于MEB平臺打造，而新一代電動汽車平臺SSP無論從軟件還是硬件架構上都將提供更好的可拓展性，Tr-i-n-i-ty車型則是基于SSP平臺打造的首批車型之一。

外資比較猶豫：全球具備規(guī)?；a(chǎn)鋁車身結構件較多經(jīng)驗ti-er1僅5家，其中四家外資分別是喬治費歇爾、皮爾博格、卡斯馬、DGS；國內為文燦股份。一體化壓鑄成熟度較低且資產(chǎn)投入較大，外資風格相對保守，面臨“現(xiàn)有雞還是先有蛋”問題，技術，訂單不確定性使得投資意愿低。