一體化壓鑄：汽車制造的新工藝，還是不可持續的噱頭?

越來越多的原始設備制造商（OEM）開始使用一體化壓鑄Megacasting來簡化生產流程。但並非所有人都認可這一技術。

汽車生產在許多方面都致力於抵消各種對立力量。如今，汽車生產正在簡化材料工藝，以抵消與生產本身背道而馳的日益復雜性。因此，零部件的最小化迅速成爲汽車生產的重要核心和必要解決方案。向電動汽車（EV）的轉型進一步加劇了這種復雜性，促使原始設備制造商（OEM）爲降低成本和優化生產流程而展開激烈競爭。

特斯拉率先大規模使用Megacasting（或稱爲“Gigacasting”），該公司於2020年底開始使用定制的“Giga Press”（超大型壓鑄機）爲Model Y生產底盤零件。

特斯拉Model 3的傳統裝配和Model Y “一體化壓鑄”裝配的示意圖對比，顯示了生產流程的巨大生產優勢。

Model 3由171個金屬部件組成，而Model Y的後部結構僅需要兩個，從而減少了1600個焊接點。這個數字可不小。通過這種創新方法，時間和成本似乎大大減少了。

特斯拉Model 3和Model Y的示意圖，以及零件復雜度的比較

這種方法很快在全球汽車生產中普及開來。但我們知道，盡管許多生產流程看似同質化，但最具靈活性和多樣性的原始設備制造商（OEM）在運營時會考慮適應性，以適應自身需求，並根據當時的需求（和緊迫性）來決定。那麼，大型一體化壓鑄Megacasting在多大程度上是一種“一刀切”的解決方案？

沃爾沃汽車正在其位於瑞典哥德堡的Torslanda汽車生產廠建造一座新的鑄造廠，用於生產下一代全電動汽車。該鑄造廠將與車身車間相連，以與汽車生產相同的節奏交付零部件。

沃爾沃汽車車身結構高級工程主管Anirudha Shivappa解釋說，通過大型一體化壓鑄Megacasting，沃爾沃汽車公司將用單個鑄件取代約100個衝壓件，這意味着它可以消除與生產、組裝以及供應鏈相關的復雜性。Shivappa表示，大型一體化壓鑄Megacasting對於OEM來說是一個明智之舉，因爲它還可以在汽車的整個生命周期內提供更大的設計靈活性——爲不斷更新車輛架構提供了可能性。

瑞典哥德堡託斯蘭達工廠鳥瞰圖

Shivappa表示：“這項技術還有助於我們提高材料利用率， 通過減少100個衝壓件，我們消除了每次衝壓生產中產生的廢料，這些廢料往往佔毛坯重量的50%左右。我們內部重新熔化了所有鑄造廢料，從而實現了95%的材料利用率。鋁的生產過程非常耗能，因此會產生較高的碳足跡。我們致力於採購低碳足跡的鋁，從而降低大型一體化壓鑄Megacasting的碳排放量，使其低於焊接鋼制後地板的碳排放量。” 顯然，鋁材的使用（以及相關的可持續性考慮）對汽車制造商採用大型一體化壓鑄工藝產生了影響。

Shivappa表示：“自2020年開始研究大型一體化壓鑄在未來運營中的潛力以來，這一直是我們考慮的重要因素。在沃爾沃汽車公司，我們相信爲正確的應用選擇正確的材料。大型一體化壓鑄的商業案例展示了巨大的優勢，例如降低制造復雜性和潛在的重量減輕。使用低碳足跡鋁材和簡化物流帶來的可持續性優勢表明，這是朝着正確方向邁出的一步。在供應方面，將原材料轉化爲可用於汽車組裝的成品所需的時間將從數月縮短爲數天。這顯然也會對生產時間表產生直接影響。”

將大型一體化壓鑄Megacasting投入生產的挑戰

“但生產技術應用並非沒有挑戰。””Shivappa說，“最大的挑戰在於它對行業和沃爾沃汽車來說都是全新的。爲了取得進步，我們需要迅速積累材料質量、模擬能力等各個領域的內部知識和能力。我們還努力確保有足夠的時間進行調試和提升，以便學習、應對挑戰並爲生產做好準備。”

沃爾沃汽車公司認爲，他們現在看到的是第一代一體化壓鑄後地板。Shivappa說：“我們還有很長的路要走，需要學習、改進和優化它。我們還在研究大型一體化壓鑄工藝的進一步應用，包括在內部和與大學等外部合作夥伴的合作。簡而言之，如果大型一體化壓鑄概念能夠滿足所有性能要求，並且對任何新應用都有很好的商業案例，那麼它肯定會得到評估和開發。”

我們針對特斯拉的“大型一體化壓鑄”進行了一些內部研究。如今，我們看不到任何好處 - Stellantis首席制造官Arnauld Deboeuf就這項新技術以及任何新興技術帶來的挑戰而言，並非所有OEM都相信其巨大的好處。

Stellantis首席制造官Arnaud Deboeuf就明確表示，“大型一體化壓鑄”並不是OEM追求的目標。Deboeuf明確表示，汽車制造商更感興趣的是那些無需工廠進行大量返工即可快速實施的解決方案，而不是那些可能需要大量重新設計和實施成本的解決方案。

Deboeuf表示：“我們今天分享的是，我們正在根據Stellantis存在的問題，一步一步地改進，非常務實。我們的客戶（和工廠經理）提出問題，我們的合作夥伴提供解決方案。我們以全球視野快速實施這些解決方案。”

Stellantis汽車工藝工程高級副總裁Jean-Christophe Marchal表示，這家汽車制造商更青睞數字化，因爲工廠經理可以直接實施數字化，而無需大量資本支出或龐大的安裝團隊。他說：“我們正在尋找工廠經理喜歡、想要實施並可以自行管理的解決方案。“我們不想讓工藝工程團隊花時間來調整或修改設備的路徑，我們也不想在車間裏挖坑或建什麼。”

此外，Stellantis認爲，與其它復雜性和成本相比，例如與投資相關的成本，以及車身部件的維修和售後市場的影響，大型一體化壓鑄並沒有帶來太多好處。

Deboeuf說：“我們曾對特斯拉的大型一體化壓鑄進行過一些內部研究。如今，我們看不到它的好處。所以特斯拉可能從中受益。我不知道 。但對於Stellantis來說，我們看不到它的好處。我們看不到它在制造、資本支出和售後方面的好處。所以，我們目前不會朝這個方向發展。”

大型一體化壓鑄在汽車制造領域有未來嗎？

壓鑄行業在汽車生產用大型壓鑄領域發展迅速，目前正在研究開發20000噸級的壓鑄機。今年在Euroguss壓鑄工業展上展示了汽車前機艙、後地板、車身側圍、電池託盤甚至整個車底等應用，其中許多概念在未來幾年內都有可能實現。工藝技術和效率的重大改進將進一步降低大型一體化壓鑄作爲汽車生產解決方案的生產成本。

本文來自：輕量化技術網，《壓鑄周刊》合作夥伴