能源汽车一体化压铸模具金属打印案例分享_汽车压铸一体化上市公

能源汽车一体化压铸模具金属打印案例分享_汽车压铸一体化上市公司

       在接下来的时间里，我将尽力回答大家关于能源汽车一体化压铸模具金属打印案例分享的问题，希望我的解答能够给大家带来一些思考。关于能源汽车一体化压铸模具金属打印案例分享的话题，我们开始讲解吧。

1.3D打印金属模具可行吗？

2.特斯拉一体压铸的汽车，是否会降低其安全系数？

3.新能源车“一体化压铸技术”会不会成为整车生产的第三次大变革？

4.一体化压铸是近期A股最热门的赛道之一一体化压铸推升铝合金新材料需求

3D打印金属模具可行吗？

       可以的，

3D打印金属模具主要应用在随形冷却模具打印。

        金属模具冷却系统是设计模具工程之一，当模具的塑胶原料加热注入至温度较低的模具后，需要等待模具冷却才能取得成品，此时需仰赖着冷却系统加以冷却并且脱模。冷却系统影响了脱模时间、制品质量、制品外观等，影响质量很大。

        模具的冷却系统为水路，换句话说，水路的设计影响了模具的散热质量。水路设计的目的是使制品均匀冷却﹐并在较短时间内顶出成型，传统的模具冷却使用了简易的方式，以直线的水路设计为主，制作较简易，但需要的散热时间较长。

异型水路与传统水路比较

        ? 异型水路是模具产业所使用的特有制造技术，由于模流分析软件的问世，设计者可以透过软件分析模具与水路的散热情形，缩短制造时程，提升制造质量。更进一步来看，模具的散热水路设计方式也可以采用不规则形状设计，提升散热效率，这就是异型水路的基本原理。

        ? 然而，制作异型水路的方法受到了既有技术的限制，方式是将模具加以钻孔或切割焊合，不仅施工十分复杂，模具的寿命也会因为二次加工的缘故而缩短，因此很长一段时间，异型水路设计只能停留在理论阶段，不过金属3D打印出现后，这些问题获得了突破性改善。

        ? 为何金属3D打印改变了水路设计的限制？这要从3D打印技术的说起，3D打印是近年进展迅速的工程技术，最大的优势是3D打印的原理为增材制造，因此没有造型上的限制，即使是物体内的复杂造型与管线，对3D打印来说并不构成困难，模具产业注意到3D金属打印的价值。

        ? 不论是多少直径的模具水路，或是一般车床难以施作的内角加工，金属3D打印皆可轻易达成，更棒的是，即使异型水路的规划方式复杂，金属3D打印只要一次施作过程，皆能精准的同时完成模具与异型水路。

3D打印金属随形、异型水路模具带来的效益，典型案例分析：

模具设计时间减少75%

制造端人力可以节省50%

省下14％射出模具生产周期

制造费用得以节省16%。

特斯拉一体压铸的汽车，是否会降低其安全系数？

       FDM 技术介绍及案例分享

        FDM 是“Fused

        Deposition Modeling”的简写形式，即为熔融沉积成型，这项 3D打印技术 由美国学者Scott Crump于1988年研制成功。FDM通俗来讲就是利用高温将材料融化成液态，通过打印头挤出后固化，最后在立体空间上排列形成立体实物。

       1 、FDM技术原理：

        FDM机械系统主要包括喷头、送丝机构、运动机构、加热工作室、工作台5个部分。熔融沉积工艺使用的材料分为两部分：一类是成型材料，另一类是支撑材料。

       将低熔点丝状材料通过加热器的挤压头熔化成液体，使熔化的热塑材料丝通过喷头挤出，挤压头沿零件的每一截面的轮廓准确运动，挤出半流动的热塑材料沉积固化成精确的实际部件薄层，覆盖于已建造的零件之上，并在1/10s内迅速凝固，每完成一层成型，工作台便下降一层高度，喷头再进行下一层截面的扫描喷丝，如此反复逐层沉积，直到最后一层，这样逐层由底到顶地堆积成一个实体模型或零件。

        FDM成形中，每一个层片都是在上一层上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。随着高度的增加，层片轮廓的面积和形状都会发生变化，当形状发生较大的变化时，上层轮廓就不能给当前层提供充分的定位和支撑作用，这就需要设计一些辅助结构－“支撑”，以保证成形过程的顺利实现。支撑可以用同一种材料建造，现在一般都采用双喷头独立加热，一个用来喷模型材料制造零件，另一个用来喷支撑材料做支撑,两种材料的特性不同，制作完毕后去除支撑相当容易。送丝机构为喷头输送原料，送丝要求平稳可靠。送丝机构和喷头采用推-拉相结合的方式，以保证送丝稳定可靠，避免断丝或积瘤。

       2 、FDM技术应用案例

快速应对紧急需求

        华美为制造流程引入了更多先进的 3D 打印技术，这样公司便可以为航天业客户及时生产所需零件。华美总经理 Collin Wilkerson 表示：“3D快速成型技术节省了工作时间，让我们可以迅速解决客户的问题。我们可以就客户的紧急需求快速采取应对措施。”

        利用 3D打印技术，华美塑胶模具公司成功以 ULTEM 9085 材料打印出先进的功能原型；ULTEM 9085 是一种具备牢固、轻巧、阻燃和高耐热度（高达 320°F/160°C）等优点的 Fused

        Deposition Modeling (FDM?)热塑塑料；材料在火焰蔓延速度、烟雾和毒性释放量方面更完全符合政府监管要求。

        此外，3D制造系统也让华美有机会测试新产品。“在设计问题被带入制造流程之前，我们就可以预先进行验证。这让我们可以更紧密配合客户的工作流程，同时为公司服务增值。”这个崭新的3D制造系统更帮助公司平均分配大型项目的工作量，减低紧急增聘人手需求。Wilkerson指出：“在传统生产模式中，你必须屈服于突然出现的资源需求；引入Stratasys 3D打印技术后，这种需求便得以缓和。我们的客户可以重组资源，精简制造流程”。

       Fortus ：安枕无忧的保证

        3D制造系统的出现，让华美塑胶模具公司原先对3D 打印技术抱有的忧虑都一扫而空。首先，公司希望确保能够与客户维持长期合作关系。Wilkerson 指出：“作为重复性生产行业的一员，我们希望确保3D 打印技术能够适应可持续业务发展模式。我们需要一种可以整合到客户服务范围的制造流程。”

        华美塑胶模具公司的客户百分之百都是回头客；客户都会选择使用 Fortus 3D 制造系统制造零件。事实证明，3D 打印机的引进深受客户欢迎。Wilkerson表示：“客户都知道3D打印技术能为他们节省金钱。”

        Fortus

        3D 制造系统的优越性能更帮助华美塑胶模具公司消除其他疑虑— FDM技术会否减少其注塑成型的收入。Fortus 3D 制造系统更为公司带来了新的收入来源。“FDM 并没有减少模具和注塑成型业务收入。”Wilkerson 指出。“事实上，FDM 让客户能够腾出更多资金，并于日后将其投资到模具上。这让我们能够在众多供应商中脱颖而出。Stratasys 3D 打印技术让我们的制造流程日趋完备。有了这项技术，我们可以为客户提供更多增值服务。”

新能源车“一体化压铸技术”会不会成为整车生产的第三次大变革？

       一体压铸的成本低，但售后维修的费用却很高，安全系数并未降低，因为特斯拉有很好的安全制动系统。与传统厂商采用冲压技术不同，特斯拉采用的是压铸技术，通过一次性的压铸技术，可以保证特斯拉汽车的生产成本降低20%以上。有数据显示，在特斯拉的上海工厂，产线上每两分钟就能下线一台特斯拉Model Y，，而压铸机一次压铸的过程只要80秒就可以完成，每个小时压铸机可以完成至少40个铸件。而传统的冲压工艺需要两个小时才能完成零部件的组装。所以毫无疑问，压铸工艺为特斯拉工厂提高了不小的效率。

       而在其他成本上，压铸工艺也有巨大的优势，例如传统的工艺，要完成多个零部件的生产加工，需要更多的机器和模具，人工和机器的成本都非常高，但采用一体式的压铸机之后，工厂仅是占地面积就能节省30%，而工人数量更是能减少到十分之一。不过压铸工艺也有一个不小的缺点就是维修成本，一个冲压而成的汽车，遭遇损坏，只需更换一个零部件即可，而压铸而成的汽车，可能要更换更大面积的零部件，所以后期维护成本不低。

       至于安全系数上，目前还没有数据显示，压铸的汽车车身质量要比冲压的车身更差，而且碰撞测试中，特斯拉汽车的安全系数也没有明显降低，大众对其的安全担忧主要在其电池上而不是压铸的车身。

       

参考资料：

       据了解，特斯拉首席执行官伊隆?马斯克在财报电话会议中表示，?我们基本完成了Cybertruck皮卡的工程设计。我们已经不停留在设计这一阶段了，设计的部分搞定了。我们将很快订购用于生产Cybertruck皮卡的设备。

       我们将采用更大的特斯拉自主研发的设备来生产Cybertruck皮卡的后车身，因为很显然，它更大，车斗也更长，载重将很大。因此，我们将使用8000吨的压铸机进行后车身铸造，而Model Y我们才使用6000吨的压铸机。6000吨的压铸机算是世界上最大的压铸设备了。8000吨的比那还要大很多。这款车型将是无与伦比的。如果幸运的话，我们将能够在今年年底之前交付一些产品，但我预计将于2022年实现量产。?

一体化压铸是近期A股最热门的赛道之一一体化压铸推升铝合金新材料需求

       日前，特斯拉位于德克萨斯的正式开工，总建筑面积92万平方米，相当于130个足球场那么大。可以进行从电池到车体的一条龙生产。截止目前，特斯拉在全球一共有四座超级工厂。都用来制造新能源整车。力争在2030年拿下全球20%的 汽车 市场份额。按目前的市场估算，特斯拉至少需要年产2000万辆新能源车。

        想要完成如此巨大的产能，除了不断新增超级工厂外，令特斯拉最有底气的应该就是马斯克运营“第一性原理”打造的一体化压铸技术了吧。

        汽车 生产最复杂、最耗时的莫过于零部件装配，1辆普通的燃油轿车包含1万多独立的零部件，完成整车就需要装配1万多次，耗时耗力。特斯拉运用一体化压铸技术，把原本需要2个小时才能组装好的Model 3后车身，45秒即可完成铸造生产，大大提高了生产效率，同时节约了大量成本。

        目前国内的新能源车企和传统车企也在逐步的跟进这样的一体化压铸技术。相信未来一体化压铸技术将会成为继福特流水线和丰田生产方式之后的 汽车 生产的第三次大变革。您觉得呢？

       一体化压铸无疑是近期A股最热门的赛道之一。数据显示，近一个月(7月16日至8月16日)内，7家涉及一体化压铸的上市公司共接待超360家机构调研。

       一体化压铸，即车身件一体化，它将原本设计中多个单独、分散的小件经过重新设计高度集成，再利用大型压铸机进行一次成型，省略焊接的过程直接得到一个完整大零件。

       一体化压铸技术源于汽车轻量化趋势。对于新能源汽车而言，采用了一体化压铸技术后，不仅能减轻车身重量，降低生产成本，更能间接提升续航里程。天风证券预计，到2025年国内一体化压铸的市场规模将达300亿以上，2022年至2025年的复合年均增长率有望达到238%。

       一体化压铸推升铝合金新材料需求

       通常情况下，一体化压铸采用整个铝合金结构件。国海证券表示，在各类轻量化材料中，铝合金在性能、密度以及价格等多面综合优势明显，是最具性价比的轻量化材料。天风证券表示，随着一体化压铸技术的发展，铝合金压铸在车身与底盘结构件以及电池壳体上的应用有望逐步提升，从而提升铝合金压铸的单车价值量。

       目前，多家上市公司已布局专用于一体化压铸的铝合金材料。

       “在进行热处理时，新能源汽车上尺寸大且薄的一体化压铸件产品容易发生变形和气泡。高强韧非热处理压铸铝合金材料是一体化压铸的基础条件之一。”铝合金车轮生产企业今飞凯达在接受机构调研时表示，公司的高强韧非热处理一体化压铸铝合金新材料的开发工作正在正常推进中，将应用于新能源汽车一体化压铸件及大型一体化压铸件。

       铝合金生产商立中集团近一个月共接待超200家机构调研。该公司称，2022年是一体化压铸行业深度合作和量产进一步落地的一年，也是公司免热处理合金发展的元年。公司免热处理合金材料拥有良好均衡的机械性能，能够更好应用于高强、高韧、超大型一体化压铸零部件的生产。

       “未来，随着一体化压铸产业从新势力品牌扩展到传统乘用车品牌，从新能源汽车扩展到燃油车，免热处理合金的需求量有望大幅提升，在2023年进入快速发展阶段，并于2024年至2026年进入市场的爆发期。”立中集团表示。

       永茂泰7月下旬以来共举办4次机构调研活动，涉及46家机构。永茂泰表示，公司正在自主研发或与高校、下游汽车零部件客户合作研发免热处理高延伸率铝合金材料、高强度一体化压铸铝合金材料等产品，部分材料处于向汽车零部件客户送样、试制阶段，最终应用包括新能源汽车、传统燃油车、5G通讯等。

       永茂泰曾于7月15日发布公告称，拟由全资子公司安徽铝业投资约5.7亿元(最终以主管部门备案金额为准)建设“高性能铝合金材料项目”，新建年产10万吨再生铝新材料项目及年产6万吨汽车用液态铝合金项目。项目建设期为2年。对于这一新建项目的前景，永茂泰表示，一体化压铸趋势将拉动免热处理铝合金材料需求的快速增长。公司本次新建项目，将提升供货能力，满足原有客户的增长需求和新开拓客户的需要。

       镁合金新材料或迎大发展

       除了采用整个铝合金材料进行一体化压铸外，上市公司也将目光聚焦到更加轻薄的镁合金材料。

       汽车零部件生产商万丰奥威表示，镁合金的铸造性良好，其压铸速度比铝快，且镁合金压铸件比铝合金更薄。镁合金由于低密度、高比强度等方面的优异特性，加上更加优秀的降震减噪效果，是非常有价值的轻量化结构金属材料。

       “镁合金材料技术在汽车部件一体压铸工艺具有相对于铝合金的延展性、可塑性等基础性能优势，是继铝合金材料在一体压铸应用后，一个重要的材料发展方向。”万丰奥威称。

       龙头镁企云海金属8月3日在接受机构调研时表示，公司与高校和汽车厂商共同从设计端开始介入，着力于一体化压铸全产业链的发展，着力于镁和铝两种材料的同步发展。从一体化压铸用镁和铝的材料开始，到一体化压铸汽车部件的生产。公司会跟客户合作研发、试用、量产。

       部分公司一体化压铸产品将量产

       主营汽车制造装备类业务的瑞鹄模具近期两度被机构调研，参与调研机构数超过70家。瑞鹄模具曾在2021年年底宣布设立芜湖瑞鹄汽车轻量化技术有限公司，旨在于新培育轻量化零部件业务，并涉及一体化压铸技术。

       瑞鹄模具在调研活动中表示，轻量化零部件业务目前正处于工程建设和生产准备阶段，部分产品已取得客户订单，并完成产品样件开发和试制试装，预计下半年实现部分投产;一体化压铸产品现前期主要为车身结构件，产品已取得客户订单，未来规划包括电池壳体等。据介绍，首批一体化压铸设备单机吨位主要为3500吨、4500吨，总吨位近2万吨。同时公司根据业务发展规划和客户产品规划，预留了6600至8000吨压铸机的空间场地。

       瑞鹄模具表示，上述轻量化零部件产能为年产50万套，包括动力总成及三电系统、车身结构件等，预计2022年年底前实现部分批产供货，2023年全部投产并进行产能爬升。公司已进行未来产能规划，具体根据市场开拓和一期产能利用情况，适时启动二期产能建设。

       铭利达7月27日在互动平台回答投资者提问时表示，公司最早从2017年即开始新能源汽车一体化压铸技术的研发，在国内属于比较早的开展一体化压铸结构件研发生产的厂商之一。最早是应用于北汽极狐汽车上的前后纵梁一体化铝合金结构件，目前已量产，产量在持续提升中。

       “此外，公司在研发中的一体化电池托盘结构件应用于终端客户戴姆勒-奔驰，目前已处于小批量交付过程中，预计2023年开始批量量产。”铭利达称。

       旭升股份8月15日在接受机构调研时表示，公司认可一体化压铸的前景，已做好材料、模具、设备配套设施等的储备。目前一体化压铸还处于前期阶段，在产品验收标准的确认、产品产量的稳定性、由主体厂自制还是交由供应商供货模式等商务条款还需确认。公司会在充分的商业条款落地以后择时快速切入。

       浙商证券认为，目前一体化压铸工艺的普遍应用范围为白车身下车体，单车价值在8000元以上。随着应用范围的扩大以及更多车企、车型上的应用，市场空间将快速扩容。中期来看，当行业渗透率达到20%左右时，市场空间将超过1000亿元。

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       今天的讨论已经涵盖了“能源汽车一体化压铸模具金属打印案例分享”的各个方面。我希望您能够从中获得所需的信息，并利用这些知识在将来的学习和生活中取得更好的成果。如果您有任何问题或需要进一步的讨论，请随时告诉我。