一体化压铸：工业神话还是资本泡沫？

本文来自微信公众号：车市物语（ID：autostinger），作者：彭斐，头图来自：视觉中国
“公司是否有汽车相关的一体化压铸项目？”“公司是否计划布局汽车一体化压铸工艺？”据车市物语不完全统计，短短三天内，有超过20家上市企业被投资者问到这些问题。
一年半前，特斯拉将一体化压铸概念引入国内。彼时，一台重达410吨巨型机器“轰隆”的一声，原来由70多个零件冲压、焊接而成的Model Y后车架，在不到2分钟内被一体压铸成型，一步到位。
一时之间，一体化压铸概念成为了新能源车赛道的“宠儿”。据悉，多家供应商的超大型压铸机即将进入国内多家造车工厂，产能甚至已经排到了明年6、7月份。
可正当一体化压铸受到多方追捧时，大洋彼岸的特斯拉格伦海德超级工厂发生了十分尴尬的一幕：一排排大型铸件被丢弃在一片空地上，该工厂生产的60%的大型铸件被视为废品，马斯克不久前将其归到了熔炉。

特斯拉格伦海德超级工厂 图片来自：autoevolution
这也是为何特斯拉近期在德国停止巨型铸件生产的原因，据称即使调整后，该工厂仍会损失生产50%的铸件。外媒透露，正是由于特斯拉没有达到必要的标准，格伦海德超级工厂才有了“铸件墓地”之称。
一体化压铸的市场狂欢是特斯拉引爆的，可连“鼻祖”尚且难以拿捏，一体化压铸会不会是现实版的“皇帝的新衣”？
一、马斯克掀起中国资本热潮
如果回顾汽车行业的两次制造大变革，都是围绕优化汽车装配环节做文章，即福特发明流水线和丰田发明的精益生产方式。
马斯克直接用第一性原理去思考：与其想方设法缩短装配环节，能不能干脆取消装配环节？特斯拉便用这个思路探索出了一体化压铸技术。
2019和2021年，特斯拉先后申请了一体式压铸大型构件的模具和集成吸能铸件专利；2020年9月，马斯克宣布，特斯拉Model Y 将采用一体式压铸后地板总成，可将下车体总成重量降低30%。

图源：Tesla

对于特斯拉而言，这还只是开始。除了车架后底板，未来特斯拉还计划采用一体化铸造工艺生产前底板、电池壳等部件。在马斯克的宣传下，如果这些能够实现，将可以替代原来的370多个零部件，实现整车减重10%，续航提升14%，同时降低生产成本、大幅加快生产节拍。在美国得州工厂，特斯拉已经开始生产一体成型的前底板。
在马斯克的引领下，一体式压铸技术，有可能成为继福特流水线和丰田生产方式之后，汽车行业的第三次制造革命。
而这一回，中国企业不再是局外人，一个关于电动汽车压铸制造的中国军团掀起了一场行业风暴，让这个长久陷于停滞的传统行业迸发出新的活力，甚至创造了一年股价增长近20倍的财富神话。
这家企业就是中国公司力劲科技，特斯拉从中采购了锁模力高达6000T的大型压铸机Giga Press。此前，行业里没有如此高吨位的压铸机。现在，这个大家伙已经进入到特斯拉的加州、上海、得州、柏林四大工厂。
当特斯拉大张旗鼓地为一体化压铸摇旗呐喊时，中国的压铸产业，也在同期发起了一场无声的变革，而这背后是一群中国电动车企业跃跃欲试，给予了热切的反应。
蔚来在ET5中使用了一体化压铸用于生产车身后地板，减重30%，后备箱空间增加7L；
小鹏汽车也开始引入一体化压铸工艺生产线，并开始建设一系列一体压铸工艺车间，预计将用于2023年发布的新车型生产中；
此外，高合汽车、小米汽车、理想汽车，以及大众等海外车企也在竞相布局一体化压铸。

在车企的助推下，一体化压铸产业链上游成为了汽车板块涨幅最快的细分赛道之一，一场资本的狂欢正式开启。
近日蔚来汽车董事长李斌称，“蔚来ET7在6月份交付了4000多辆，原计划在此基础上，7月份将交付量提高一个台阶，但因为压铸件供应不足，少生产了几千辆。”受压铸件供不应求消息影响，当天A股一体化压铸概念股反弹，合力科技涨停，铭科精技、文灿股份再创新高，爱科迪、嵘泰股份等股拉升上涨。

8月17日盘后股价（图源：雪球）
“特斯拉有的东西，我们都要学习，也不管一体化压铸成不成熟，老板就是想要。”一位不愿具名的国内新能源车企从业人士无奈地对车市物语称，“一方面是带点政治任务色彩，另一方面是为了更好地讲好资本故事。”
二、从狂欢到烫手山芋
在马斯克的描绘下，一体化压铸能将造新车像造玩具车一样。业内人士称，这既不是完全正确的，也不是特斯拉应该吹嘘的。事实上，特斯拉大多数压铸模型的质量控制都很差。
“一体化压铸是个烫手山芋，产品良品率太低，产能很难上去。”蔚来内部工程师陈琛（化名）告诉车市物语，“特别是大铸件，生产难度太高了。”
一体化压铸拥有较高的技术壁垒，不是说往模具里塞一块馅，一压就成了。在模具设计阶段，就得做好惰性气体保护、真空去孔技术等。之后还有冷却、热处理等一系列的步骤，稍有差池，温度、密度、液流速度没控制好，都会对压铸件的精度造成影响。
“正是由于没有达到必要的标准，格伦海德超级工厂才有了铸件墓地之称。”外媒称。一体化压铸十分考验“良品率”，马斯克描绘的一体化压铸蓝图过于理想化。
“相比冲压件，大铸件的生产节拍要慢许多，冲压件一小时可以出70个件左右，而铸件一小时能出20个就已经不错了。”陈琛说，“我们看过Model Y的工艺，部件有各种裂纹和气孔，这种换成我们是直接报废回炉重造的，不会拿来量产交付。”
如果要产能上去，实际上是要放弃良品率。陈琛介绍，铸件零件上所有的孔和平面，如果要达到冲压件的精度，基本上都要CNC机加工，机加工一个孔，成本就要一元，单单一个零件上就有20多个孔，实际上并不省钱，而且占用时间也更多了。
而特斯拉的做法是放弃了很多零部件的机加工，节省成本和时间。业内人形容，特斯拉相当于把一个圆鼓鼓的肚子直接压出了八块腹肌，省掉了健身跑步这个环节，但后果就是徒有虚表，压铸零件与周边零件匹配差。
在材料领域，一体化压铸也存在很高的研发壁垒。马斯克于2015年挖来了查尔斯·柯伊曼——苹果Mac笔记本一体化铝合金机身的研发负责人，对美国铝业的铝合金材料进行二次开发，使其能够在无需二次热处理的情况下，获得相应更好的强度、韧性等关键性能。
尽管如此，铝压铸件和钢冲压的强度也没有可比性。“虽然铝比钢轻1/3，但是强度不止弱了1/3，一体化压铸所使用的免热处理铝合金材料屈服强度很低，即使是特斯拉，也只能做到90-150Mpa，而高强度钢可达1000多Mpa，热成型钢快到2000Mpa。”
中保研在今年4月发布的Model Y碰撞测试成绩，也许能从侧面印证上述结论。特斯拉参加测试的是2021款标准续航后轮驱动版，这款车在“车内成员安全指数”、“车外行人安全指数”、“车辆辅助安全指数”三个方面，均取得了G（优秀），但在“耐久性与维修经济性”上，却拿到了一个P（较差）。

图源：中保研

因此，一体化压铸实际上对用户也不友好。今年2月，一辆江苏牌的特斯拉Model Y，在倒车时意外撞向了后方的墙体，导致车尾右侧受损。保险公司来现场后，估了20万元的维修费。“买来才28万，这车还不如报废了。”车主很无奈。
虽然维修费有保险公司垫底，但未来电动车的保费或会持续上涨。一位业内人士称，“对于车架后底板一体成型的工艺，在理赔端会造成理赔成本的上升，这也会影响到未来的市场车险定价。”
特斯拉虽然跑通了一体式压铸0到90%的进度条，但剩下的10%才是最艰难的，也是整个行业难以攻克的难题。
三、省成本是个伪命题
特斯拉宣称，如果用2至3个大型压铸件替换370个零件，组成下车体总成将使制造成本降低40%。这可能也是个伪命题，或者说在别家车企上不可能实现。
首先，车企要布局一体化压铸，需要重新规划产线，如果是像特斯拉那样完全自建产线，还需要支付昂贵的设备费用。
目前，一台国产品牌7000T的压铸机价格大约在6000万-7000万元，使用寿命约15年；一体化压铸模具的价格在每套1000万元左右，需要定期进行更换，6000T以上的超大型模具寿命在5万次左右。
此外，还有熔炼炉、喷涂设备、拾取设备、冷却设备、修边机、输送带、油温机、高真空设备等，这些周边设备和压铸机一块组成一个压铸岛。
中金证券的报告指出，同样年产10万辆车，采用传统冲压-焊接工艺时，设备总投资约5.2亿，全部采用一体压铸工艺，相对应环节设备总投资为7.1亿。总投入成本不仅没有降低，反而还高出来不少。
“外界夸大了单个一体化压铸机对成本的削减作用，而忽略了这个庞然大物运转所需的周边设备的成本。更何况，业内所说的轻量化效果，其实并不具备优势，现阶段投产意义不大。”陈琛表示。
曾有车企拆解特斯拉Model Y的两代一体式铸件后发现：第一代（左右分体式，中间螺栓链接）为54kg；第二代（完全一体式，并加入后纵梁）为65kg，并未实现轻量化。
因此，也有一些主流车企持观望态度，比如上汽、比亚迪、广汽等多家企业只将一体式压铸作为前沿技术关注，但尚未有明确的应用计划。
“一体压铸技术目前处于立项阶段，一些难题如碎裂吸能、维修性仍需要去攻克。”上汽创新研究开发总院副院长康华平认为，车企做一体化压铸，需要具备三个条件，一是这款车要达到一定的销量；二是车企有议价能力；三是车企有新工厂投入的需求。
“降低成本其实是针对铝冲压的车身，相对钢冲压的车身是不会降低成本的，所以肯定要在高端品牌上先去实施，并且是有一定销量的高端车型。”康华平称。
从现实情况看，车企可以采购一大批一体化压铸设备，但当前在国内市场，除特斯拉外，还没有一家车企的单一车型，在单一年度的销量超过10万辆，更别提需要用到铝材的高端车型。
我们承认，马斯克是个天才的发明家，坚韧的创新者，他用一体化压铸推动了汽车制造工艺的革新，但眼下，一体化压铸并没有那么神奇，相反，它在各方面都不完美，需要材料、工艺、模具、设备各方面的配合。而汽车传统四大工艺是经过百年时间形成的，造就了整个生产流程的稳定和高度适配量产需求的良品率。
一体化压铸的不完美，未来能不能靠技术迭代和工艺熟练度去慢慢磨合和解决，现在看来还是未知数。
“急功近利是我们的弊病，希望有更多的车企可以静下心来把硬技术搞上去，掌握一体化压铸技术的know how，而不是一味地跟风，哗众取宠。”一位汽车行业分析师对车市物语说，车企应该更多地结合自身发展需求出发，而不是沦为资本的工具。
本文来自微信公众号：车市物语（ID：autostinger），作者：彭斐
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