一体化压铸带来的挑战

在2023年12月28日举办的小米汽车技术发布会上，小米创始人、董事长兼CEO雷军公布了小米的超级大压铸技术，即9100t一体化压铸工艺，同时小米还自研高强高韧免热处理环保压铸材料“泰坦合金”，号称使用30%循环铝，配方数量1016万种，测试数量1550次。在特斯拉掀起“一体化压铸”潮流后，大众、沃尔沃、奔驰、蔚来、小鹏及哪吒等汽车制造商纷纷加入这场“生产技术革命”。对于压铸商和机床制造商来说，一个新的挑战又开始了……

通过一体化压铸，汽车底盘等结构部件不再是由许多单独部件焊接、粘合或螺栓连接而成，而是一体成型。这就最大限度地减少了生产部件的数量，并省去了生产过程中的大部分连接工序。

这样就可以在整个生产链中节约成本。此外，一体化压铸还可减轻汽车重量，这在电动汽车领域尤为重要：重量轻意味着能源效率更高，因此汽车续航里程更长。

更“精”的机床

然而，在生产过程中，复杂的要求抵消了这一点。首先是巨大的铸造模具及其温度控制，然后是铸造过程本身以及随后的冷却和相关的部件变形。

特斯拉首席执行官马斯克曾宣称，下一代特斯拉Model Y车型的精度将以μm为单位。在使用大型压铸机完成零部件压铸后，使用高速轻型的龙门机床对压铸件的毛刺、毛边等进行精加工就变得必不可少。

所谓的一体化压铸部件（如此处突出显示的电池外壳）由单件模塑而成，也可用作电动汽车的底盘，这些大型部件对加工工艺提出了特殊要求

为了匹配新能源汽车生产的高速节奏，这类机床多采用直线电机驱动和双主轴加工。一方面，直线电机驱动可实现巨大的加速度和较高的移动速度，而且运行时无损耗；另一方面，对于大型工件，两个主轴可以同时加工一个工件，并且可以相互独立地更换刀具。通过双旋转托架在加工时间内并行装载，可确保进一步缩短加工周期。

领先的中国品牌

近年来，许多国内压铸制造商纷纷推出了与其压铸产品配套的机床产品，作为整体解决方案交付用户。2023年10月20日，海天精工举行双五轴高速铣削中心线上发布会，首次亮相为大型一体化压铸件开发打造的BFH2030D双五轴高速铣削中心，助推汽车生态链全新升级。

据海天精工副总经理林洪然介绍，这款机器配备三通道独立运行的数控系统，不仅做到11轴同步运行，甚至实现了加工区域以外其它辅助动作的同步，比如伺服驱动的刀库，上下料伺服自动门等。直线轴全部采用直线电机驱动，旋转轴全部采用力矩电机直驱，搭配高速电主轴及合理的拖链、管路布局，可实现高速运动，确保长期运行的稳定性。除此之外，换刀也同样迅速，削对削仅需5秒。断刀检测装置的配备可实现真正的刀具断裂的闭环监控。

力劲集团于2022年推出了其MCG5系列五轴动柱式龙门加工中心。三种规格X轴×Y轴×Z轴行程分别是（mm）：2500×2500×1200、3000×2500×1200、4000×2500×1200，轻量化动柱型结构，配置高阶五轴控制系统，圆盘式双刀库（24把×2），正交侧挂型二轴头，梁柱、底床一体化，满足高速切削、高刚性、高承重的特性，整体动件轻、重心的悬伸少，深钻孔达φ20以上，实现铝材多角度高效钻铣削与钻孔加工，适用于新能源各结构件加工配套。

可选配搭载旋转分度盘与尾座，实现多工序一次装夹完成X/Y轴采用线性马达，最大快速进给可达70-100m/min；Z轴采用双伺服、无油压、高导程丝杆传动，具有高效率、高精度、高速度，确保快送达50m/min。

另一方面，也有车企直接选择机床企业合作，开发定制设备。例如，济南二机床为吉利提供的三条汽车铝合金压铸零件自动加工及装配生产线已在吉利极氪、梅山工厂投产，产线的智能化水平、运行效率、加工精度达到国际先进水平。

压铸零件自动加工及装配生产线由4台压铸车身双五轴龙门加工中心、9台六轴机器人与视觉引导系统等组成，可完成铝合金零件的全自动加工和23个工位的全自动压铆、拉铆、钢丝螺套等复杂生产工艺。双五轴龙门加工中心的最大快移速度达到120m/min，进给轴最大加速度可达13m/s²，整线生产节拍达到28JPH。配置有视觉检测等先进技术，可实现零件的在线质检与质量追溯。

追赶的欧洲品牌

得益于国内新能源汽车的蓬勃发展，中国机床制造商们已经领先欧洲同行们半个身位。凭借百年来的技术积淀，欧洲机床制造商是否能后来者居上呢？

总部位于德国巴登符腾堡州的机床制造商SW正在研究将双主轴系统引入其Space系列，SW产品经理Michael Kreuzberger说：“随着电动汽车的快速发展，一体化压铸在未来几年将变得更加重要，其他汽车特别是亚洲的原始设备制造商（OEM）已经开始大力关注并成功使用一体化压铸部件。我们希望为确保这一工艺利大于弊以及顺利克服加工中的挑战做出自己的贡献。”

另一家位于德国巴伐利亚州的机床制造商格劳博（GROB）也宣布将在其4月的内部展览正式发布用于生产挤压型材、电池托盘以及一体化压铸部件的G920X和G920F，产品的性能和详细参数均未批露。

结语

“相较于传统的CNC加工来说，一体化压铸的部件实在太大了。”一位行业人士如此说道。

一方面，企业面临着巨大的空间问题：仅一体化压铸所需的压铸机就有近千平方米。如果将大型龙门机床添加到生产组合中，许多车间很快就会达到极限。此外，大型零部件的装夹、运输也给车间带来了压力。随着一体化压铸技术在新能源车企的逐渐推动普及，高速轻型的龙门机床的市场需求还在持续增长，未来这一产品将朝着怎样的趋势发展，我们拭目以待！

来源：荣格-《国际金属加工商情》

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