Informe especial de la industria de fundición a presión integrada: el futuro de la fundición a presión integrada ha llegado

Die casting es la principal forma de procesamiento de piezas de aleación de aluminio del automóvil

Die casting es la principal forma de procesamiento de piezas de aleación de aluminio del automóvil. El proceso tradicional de fabricación de automóviles incluye principalmente estampado, soldadura, pintura y ensamblaje final. Entre ellos, el estampado es el uso de prensas y moldes pequeños y medianos, que se usan comúnmente en el moldeo de acero, y las piezas de aleación de aluminio suelen fundir a presión. La fundición a presión es un método para cargar metal en la cavidad del molde a alta velocidad a alta presión, y formar y solidificar bajo presión para obtener piezas fundidas.

La permeabilidad de la aleación de aluminio en grandes partes de vehículos de nueva energía ha aumentado rápidamente

La permeabilidad de piezas grandes como el chasis, el cuerpo y la suspensión se ha mejorado rápidamente, y se espera que la cantidad de aluminio utilizado para bicicletas alcance aproximadamente 250/300kg en 2025/2030. Según el análisis de CME Group, para 2025, la cantidad de aluminio utilizado en los tranvías puros alcanzará los 226,8 kg, con una permeabilidad del 50%, y para 2030, la cantidad de aluminio alcanzará los 283,5 kg, con una permeabilidad del 56%, principalmente impulsado por el rápido aumento de la permeabilidad del chasis, suspensión, Ruedas, sistemas de transmisión y otras piezas. Según la hoja de ruta de tecnología de vehículos de ahorro de energía y nueva energía de China, el objetivo específico del aluminio para bicicletas en China es alcanzar 250kg en 2025 y 350kg en 2030.

Tesla abre un nuevo capítulo de la fundición a presión integrada

Tesla abre un nuevo capítulo de fundición integrada. La esencia de la fundición a presión integrada es lograr un gran avance en el tamaño de las piezas y las piezas de aplicación de la tecnología de fundición a presión de aleación de aluminio, se refiere al uso de una máquina de fundición a presión de gran tonelaje, una serie de partes separadas y dispersas están altamente integradas, moldeo por fundición a presión en varias fundiciones de aluminio grandes, Con el fin de reemplazar un número de piezas primera combinación de estampado y soldadura o remachado. En septiembre de 2020, Musk anunció por primera vez que la tecnología integrada de fundición a presión se utilizaría para producir el piso de la carrocería trasera del Modelo Y, y reemplazaría gradualmente más de 370 partes estructurales de todo el piso de la carrocería con 2-3 piezas grandes de fundición a presión, La apertura de un nuevo capítulo en la integración de la fundición a presión de aleación de aluminio para grandes componentes de automoción.

La integración de morir despegue de fundición, cadena industrial que compiten diseño

Material de aleación libre de calor aguas arriba: la ventaja del primer movimiento es obvia, alta viscosidad del cliente

Material final: aleación libre de calor es la elección inevitable para la fundición a presión integrada. La aleación sin tratamiento térmico se refiere a la fórmula de aleación especial, después de la finalización de la fundición a presión, la fundición puede obtener propiedades mecánicas ideales sin tratamiento térmico y puede evitar la deformación de la pieza de trabajo durante el tratamiento térmico (solución de alta temperatura y tratamiento de envejecimiento). Debido a que la fundición integrada producirá una pequeña deformación debido al tratamiento térmico en el proceso de fundición, la deformación de la fundición a gran presión se amplificará aún más, lo que provocará que el producto no cumpla con los requisitos del vehículo, por lo que las piezas ultra grandes no pueden ser tratadas térmicamente, Y el material de aleación de aluminio sin tratamiento térmico es una elección inevitable.

La composición del material es compleja, y la ventaja de la patente es obvia. La composición del material de aleación es la barrera central de la aleación libre de tratamiento térmico. El primer movimiento certifica la composición de la fórmula del material de aleación e itera sobre esta base para reducir el costo y aumentar la eficiencia. Las empresas de última hora deben omitir el diseño original de la composición de la fórmula patentada para desarrollar un material de aleación libre de calor que cumpla con los requisitos de los OEM, e incluso si omiten con éxito la patente, aún enfrentan el problema del rendimiento y las compensaciones de costos.

Ciclo largo de la certificación, alta adherencia del cliente. La aleación sin calor generalmente requiere una cooperación a largo plazo con el procesamiento posterior y las fábricas de vehículos para la investigación y el desarrollo de materiales, piloto, producción en masa, el ciclo es relativamente largo, y el seguimiento, como la sustitución de otros materiales de aleación sin calor también necesita cambiar el molde del proceso de seguimiento, cambiar el proceso de estampado, etc., Por lo que la viscosidad del cliente es alta.

Materiales de aleación libre de calor aguas arriba: la ventaja del primer movimiento es obvia, y el patrón competitivo es mejor

Las principales aleaciones sin tratamiento térmico en el mercado se pueden dividir en la serie Al-Si y la serie Al-Mg en dos categorías, básicamente Al como elemento base, agregando y controlando el contenido y la relación de silicio, magnesio, hierro, cobre, manganeso, zinc y otros elementos, para que el material tenga la resistencia requerida, Dureza, ductilidad, etc. Entre ellos, el sistema Al-Si es la ruta principal en la actualidad. Estado de la industria: los materiales extranjeros son más maduros, y las empresas nacionales se han abierto paso: las empresas representativas de aleaciones extranjeras sin calor son Alcoa, Rheinhart y Magna, además, Tesla también se ha unido a las filas de la auto-investigación; En China, instituciones de investigación y empresas como Lizhong Group, Shanghai Jiaotong University College of Materials, Guangdong Hongtu y NiO han logrado avances en materiales libres de tratamiento térmico. Hay pocas empresas de patentes en China y el patrón de competencia es bueno. En la actualidad, el Grupo Lizhong nacional tiene derechos de propiedad intelectual independientes, tecnología madura y capacidad de producción en masa, otros fabricantes para fabricantes de aleaciones en el extranjero, universidades nacionales y otros usos autorizados, deben pagar una cierta tarifa de patente, el costo es relativamente alto, o el rendimiento del producto, el rendimiento no es el esperado, Difícil aplicación a gran escala.

Equipo de fundición a presión aguas arriba: la máquina de fundición a presión grande es la clave para la fundición a presión integrada

La máquina de fundición a presión grande es la clave para la realización de la fundición a presión integrada: cuando la materia prima se inyecta en el orificio del molde a alta presión, se generará una fuerza de sujeción. La unidad de bloqueo de troquel de la máquina de fundición a presión debe proporcionar suficiente fuerza de sujeción para que el molde no se estire abierto y garantizar que el moldeado del producto cumpla con los requisitos de precisión. Cuanto más grandes sean las piezas, mayores serán los requisitos de fuerza de sujeción de la máquina de fundición a presión. El proceso es complejo, el ciclo de desarrollo es largo y la inversión de capital es grande. El proceso de la máquina de fundición a presión a gran escala es complicado, y el sistema complicado necesita ser coordinado y controlado, lo que requiere alta teoría y experiencia. Desde el ciclo de "diseño-prueba-diseño" es muy largo, la historia de la fuerza de sujeción de la máquina de fundición a presión es generalmente de 1 a 2 años para tener un salto, cada elevación de aproximadamente 500 toneladas; El gran costo del equipo de fundición a presión es alto, una vez que el fracaso de la prueba traerá enormes pérdidas económicas, El costo de prueba y error es alto. Patrón de la industria: la tecnología Lijin lidera el desarrollo de grandes máquinas de fundición a presión. Las empresas globales de máquinas de fundición a presión que pueden producir más de 6000T incluyen principalmente el Swiss Buhler Group en el extranjero y la tecnología nacional Lijin, Haitian Metal y Yizhi. Entre ellos, Yidra, una subsidiaria de propiedad absoluta de Lijin Technology, proporcionó a Tesla la primera máquina de fundición a presión 6000T del mundo en 2020, y la unidad de fundición a presión súper inteligente 12000T desarrollada conjuntamente con Guangdong Hongtu se puso oficialmente en uso, y cooperó en el proyecto de desarrollo de 16000T (toneladas) super inteligente unidad de fundición a presión. Según los titulares de fundición, la máquina de fundición a presión de tecnología Lijin tiene una cuota de mercado de más del 56% en China, y la cuota de mercado global de máquinas de fundición a presión ultra grandes es más del 90%.

Molde de fundición a presión aguas arriba: el diseño es difícil y los requisitos de material y proceso son altos

Molde de fundición a presión: el molde de fundición a presión es de gran importancia para el éxito de la fundición a presión, y se ha considerado el equipo de proceso clave para la producción de fundición a presión, y las barreras se concentran principalmente en: (1) el diseño es difícil. El grosor de la pared de la fundición a presión integrada ultra grande varía, la estructura es compleja, la distancia de llenado es larga y la trayectoria del flujo varía. El diseño del sistema de puerta es difícil de cumplir con los requisitos de muchos aspectos, y el proceso de llenado ideal y el proceso de solidificación son aún más difíciles de realizar. (2) Requisitos de alto rendimiento del material. El precio del molde de fundición a presión integrado es de aproximadamente 10 millones de yuanes por juego, y el ciclo de vida convencional es solo más de 80.000 veces, y la durabilidad del molde afecta directamente el costo de producción. Además, la máquina de fundición a presión integrada tiene una mayor fuerza de sujeción, una mayor tensión en el molde y condiciones de trabajo superpuestas adversas, lo que puede provocar una falla prematura del molde. (3) Altos requisitos de proceso. Debido a la gran escala del molde, el control térmico del molde es más difícil. El diseño razonable del sistema de enfriamiento/calefacción es un requisito previo para el control efectivo de la temperatura del molde en la producción. Una temperatura demasiado alta o demasiado baja causará defectos en las piezas fundidas y afectará la calidad del producto. Principales competidores en la industria: los grandes moldes de fundición a presión tienen altas barreras, que corresponden a menos empresas cotizadas nacionales. En la actualidad, los principales fabricantes en este enlace incluyen la cámara tipo Guangzhou, Ningbo Seveda, Wencan Xiongbang (una subsidiaria de Wencan Shares), Ruihu Mold, etc.

Midstream die casters: altas barreras tecnológicas y financieras

Enlace de fundición a troquel medio: el rendimiento es bajo, y el enlace de fundición a presión de vacío ultra alto y alta presión es la clave. El proceso integrado de fundición a presión incluye el cierre del molde, el vertido, la apertura al vacío, el escape de vacío de la cavidad, la inyección, la apertura del molde, la toma de piezas, la pulverización y el cierre del molde nuevamente. El proceso de fundición a presión es muy importante para la producción de piezas calificadas, lo que requiere un largo tiempo de depuración y exploración de la configuración de parámetros, en el que el enlace de vacío generalmente está equipado con un sensor de vacío de alta precisión para garantizar que el gas esté completamente descargado, de lo contrario, las propiedades mecánicas y el rendimiento se verán afectados. Según la red de fundición a presión de China, la tasa de aprobación de fundición a presión integrada más temprana de Tesla del 65% al 72%, el margen de beneficio bruto puede alcanzar el 30%, después de la revisión de los estándares de calidad de fundición en febrero de 2022, la tasa de aprobación alcanzó más del 80%, y el rendimiento de las principales empresas de fundición a presión se mantiene básicamente en más del 80%. Las barreras financieras son altas. Una isla de fundición a presión generalmente requiere una máquina de fundición a presión, molde de fundición a presión, equipos periféricos y otros grupos, generalmente 9000T precio de la máquina de fundición a presión doméstica en 50-60 millones de yuanes, molde en 10-20 millones de yuanes, el precio total de la isla de fundición a presión bien configurada está generalmente en 200-300 millones de yuanes. Clara ventaja de primer movimiento. Las empresas de fundición a presión midstream incluyen Wencan Shares, Topu Group, Guangdong Hongtu, Xusheng Shares, Meilishin, etc., a través de la adquisición de equipos de fundición a presión a gran escala y la cooperación con compañías de automóviles para diseñar fundición a presión de integración automotriz. En la actualidad, Wencan Shares ha estado desarrollando productos relacionados desde 2011, y se encuentra en una posición de liderazgo en la competencia por proyectos de clientes clave en la industria.

Downstream coche empresa diseño de integración die casting

Los OEM han establecido la fundición a presión integrada. Además de Tesla, las nuevas fuerzas nacionales de fabricación de automóviles como Nio, ideal, Krypton polar, Xiaopeng, etc. han seguido, los modelos de fundición a presión integrados actuales son principalmente Tesla Model Y, NIO ET5, Krypton polar 009, HiPhi Y, Xiaopeng G6, además, ideal, Pregunte y otras compañías de automóviles aplicación de modelos integrados de fundición a presión o se enumerarán en la segunda mitad de este año. Los fabricantes de automóviles tradicionales como Volvo, Volkswagen, Mercedes, etc. también están acelerando el proceso de industrialización de la fundición a presión integrada. Tesla: En 2020, anunció que el Modelo Y adoptará un ensamblaje de piso trasero integrado, y más de 70 partes se fundirán en 1-2. En 2022, la planta de Austin en Texas aumentará la fundición a presión integrada del piso delantero (viga longitudinal delantera) sobre la base del piso trasero. En septiembre de 2023, se lanzó oficialmente Model3, con un precio de 259.900, utilizando fundición integrada; El Cybertruck, que está programado para llegar al mercado a fines del tercer trimestre de 2023, contará con una fundición todo en uno en la parte delantera de la carrocería y dos piezas de fundición todo en uno en los lados y la parte trasera. Se espera que en 2025 o será el primero en lograr el coche total.

El modelo de compra a largo plazo es la tendencia de The Times

Desde la perspectiva del modelo de negocio, hay dos formas principales para que las compañías de automóviles produzcan modelos integrados de fundición a presión: uno es el modo de desarrollo propio de los OEM: los OEM compran directamente máquinas de fundición a presión, moldes y materiales y otros materiales, y construir sus propias fábricas para producir piezas de fundición a presión. Este modelo está representado por Tesla, Xiaopeng y Volvo. El otro es el modo de adquisición: los OEM compran directamente las piezas de fundición a presión de los fabricantes de fundición a presión, y los materiales relevantes son comprados por los fabricantes de fundición a presión, y las piezas de fundición a presión se entregan a los OEM después de la producción. Este modelo está representado por Gaohe, Weilai e ideal. A largo plazo, la futura integración automotriz die casting volverá gradualmente al modo de adquisición. Por un lado, la línea de producción autoconstruida de los Oems está bajo una gran presión financiera, y la gestión de la operación en la etapa posterior consume mucha energía. Tesla, el representante del modelo de desarrollo propio, ha comenzado a cooperar con los fabricantes de fundición a presión, y planea resolver la nueva capacidad de producción futura mediante adquisiciones externas. El objetivo principal de la autoinvestigación es dominar los conocimientos integrados de fundición a presión, a fin de facilitar la comunicación técnica con los proveedores en el futuro.