在靜岡縣一個寧靜的早晨，一臺如同小房子般大小的巨型鋼制機器開始運轉。在數千噸的液壓鎖模力作用下，熔融的鋁液以驚人的壓力被注入模具中。片刻之后，模具打開，露出閃閃發光的車身部件——直到不久前，這部件還由數十個小部件焊接而成。這就是“一體化壓鑄”，它正在重塑日本汽車制造業的未來。

“一體化壓鑄”究竟是什么？

回想一下你童年時的玩具車。它們并非由數十塊小面板焊接而成。相反，它們是壓鑄而成的：一個模具，一個部件，隨時可以投入生產。一體化壓鑄正是基于同樣的原理，只不過規模擴大了幾個數量級。該工藝使用巨大的高壓壓鑄機（業內稱為“一體化壓鑄機”），一次性鑄造出汽車結構的大部分。傳統上，汽車制造商會將數十甚至數百個沖壓鋼或鋁部件焊接或粘合在一起，形成類似后底盤或地板的部分。一體化壓鑄則將整個組件壓縮成一兩塊。

特斯拉于 2019 年在其 Model Y 車型上率先采用了這項技術，將 171 塊金屬板和小型鑄件精簡為兩個 一體化壓鑄模塊。這一改變減少了 1600 個焊縫，從生產線上移除了 300 臺機器人，并將車輛裝配時間縮短至僅 10 小時，不到競爭對手所需時間的三分之一。

如今，這一理念正在全球范圍內興起。在日本，這個以精益制造和傳奇生產體系著稱的國家，一體化壓鑄正成為下一個前沿領域。

全球浪潮與日本的地位

一體化壓鑄在短短幾年內就從小眾實驗發展成為行業熱門詞匯。特斯拉憑借其6000至9000噸的一體化壓鑄機奠定了行業基調，緊隨其后的是歐洲的沃爾沃、北美的福特，以及包括蔚來、小鵬和小米在內的眾多中國電動汽車制造商。

市場分析師預測該行業將迎來巨大的增長。樂觀的預測顯示，到2030年，一體化壓鑄行業年增長率將達到33%，預計到2030年，所有大型結構鑄件中將有近70%來自一體化壓鑄。

得益于政府的大力支持以及IDRA和力勁集團等供應商生產越來越大的壓力機，中國占據主導地位。緊隨其后的是北美的特斯拉和福特。歐洲的行動則更加謹慎。而長期以來在電動汽車普及方面以謹慎著稱的日本，正謹慎而果斷地向千兆壓鑄方向邁進。

豐田進軍一體化壓鑄

在日本的妙知工廠，豐田進行了一場近乎科幻的演示。工程師們展示了如何一次性制造后底板，這通常需要33個步驟，耗時86個零件，非常費力?，F在只需三分鐘，而不是幾個小時。

豐田計劃利用這一工藝制造其下一代電動汽車，首批車型將于2026年上市。該公司設想整個車身僅由三個主要部件組成：前部、中部和后部。每輛車的車身組裝時間可以從20小時縮短到10小時。

不過，這也有一個問題。在傳統汽車中，碰撞中損壞的擋泥板或車架部分可以更換。而采用一體化壓鑄技術，如果整個后底板是一體式的，那么追尾碰撞可能意味著整輛車報廢。批評人士擔心這可能會推高保險成本，并讓消費者感到失望。

盡管如此，豐田仍在豪賭。對于以精益、靈活和模塊化方法著稱的豐田生產系統而言，一體化壓鑄與其說是矛盾，不如說是一種進化。同樣的效率邏輯也適用于更大的機器和更堅固的模具。

日產邁向一體化壓鑄

日產也正在進軍鑄造領域。該公司宣布計劃到2027年部署6000噸壓鑄機，用于生產一體化壓鑄后地板。預期收益：生產成本降低30%，并為五款即將推出的車型節省10億美元的開發費用。

此舉與日產的長期電氣化目標完美契合。該公司的目標是到2031年，其40%的銷量將實現純電動化，未來將在日本和英國的工廠推出基于一體化壓鑄架構的聆風和其他電動汽車。

當然，日產面臨著與豐田相同的難題。鋁和鋼在汽車骨架中并不總是兼容并包。對一種技術有效的連接技術可能對另一種技術失效。日產正在試驗鉆螺釘技術和自沖鉚釘，以克服這些不兼容性。如果成功，一體化壓鑄技術或將成為日產下一代電動汽車的支柱。

供應商加速發展

盡管豐田和日產占據新聞頭條，但日本供應商正競相在一體化壓鑄生態系統中占據一席之地。

作為日本領先的壓鑄公司之一，Ryobi 已在靜岡縣菊川市投資 50 億日元（約合 3350 萬美元）新建了一座一體化壓鑄工廠。該工廠在日本獨樹一幟，因為它是由供應商而非汽車制造商運營的。Ryobi 的設備鎖模力可達 6500 噸，工廠集從模具制造到最終檢驗的所有環節于一身。

該公司已獲得知名客戶的訂單，并為汽車制造商提供原型設計服務。盡管運輸如此龐大的部件可能需要將壓鑄機直接安置在客戶工廠內，但該公司希望從原型設計邁向量產。 Ryobi 的戰略目標是到 2027 年將其壓鑄業務的營業利潤提高 50%。

規模較小的公司也在尋找自己的利基市場。新潟縣的米谷制作所和協和工業株式會社正在合作供應一體化壓鑄所需的巨型模具。神奈川縣的小巖井正在使用砂型鑄造和 3D 打印技術制作一體化壓鑄件的原型，這項創新技術可以降低風險并加快開發周期。與此同時，Ryobi 本身也在放眼海外，考慮在美國設立工廠，為全球客戶提供服務。

簡而言之，日本供應商正在迅速適應。在發動機零部件曾經占據主導地位的地方，一體化壓鑄原型和模具是未來的增長市場。

一體化壓鑄背后的設備

這一切都離不開設備，它們才是故事中真正的巨人。

2024年8月，宇部興產株式會社推出了超大型壓鑄機UH9000，其鎖模力高達9000噸。這是日本國內交付的迄今為止最強大的壓鑄機。換言之，這大約相當于1500頭非洲象的總重量。

UH9000現已成為宇部興產的標準產品線之一，延續了公司自1962年生產第一臺壓鑄機以來的歷史。這些壓鑄機不僅僅是工程奇跡，更是國家戰略資產。掌握一體化壓鑄技術的國家將掌控電動汽車生產的未來。

在全球范圍內，特斯拉使用9000噸壓鑄機，豐田已測試了4000噸壓鑄機，日產則計劃部署6000噸壓鑄機。日產將采用一體化壓鑄技術。更大、更精密的機器的競爭已經拉開帷幕，中國企業已開始探索2萬噸級的設計。對日本而言，宇部興產的UH9000既是技術里程碑，也是一份意向宣言。

利弊

與任何技術突破一樣，一體化壓鑄技術也存在一些弊端。

優勢：

● 節省成本：更少的零件意味著更少的步驟、更少的勞動力以及更小的工廠占地面積；

● 速度：整個車身組裝時間縮短一半；

● 減重：更輕的車輛意味著電動汽車的續航里程更長；

● 可擴展性：一旦模具完善，就可以實現大批量生產，并保持卓越的一致性。

劣勢：

● 可修復性：輕微的碰撞事故可能會導致車輛報廢；

● 資本成本：像UH9000 這樣的機器成本高昂；

● 物流：巨型零件難以運輸，因此可能需要分散生產；

● 材料科學挑戰：鋁合金在這種規模下的性能難以預測，需要不斷調整冷卻速度和熱處理。

對于汽車制造商來說，權衡利弊顯而易見：接受風險，因為回報巨大，不容忽視。

日本的戰略利益

日本大力推行一體化壓鑄不僅僅是為了節省電動汽車成本，更關乎國家競爭力。

與美國、歐洲，尤其是中國的競爭對手相比，日本汽車制造商在全面采用純電動汽車戰略方面進展緩慢。隨著中國電動汽車制造商以驚人的速度擴大生產規模，日本在下一場汽車大戰中可能面臨失利的風險。一體化壓鑄是一種跨越式發展的方式，將日本享有盛譽的制造工藝應用于顛覆性的新技術。

它也迫使供應商做出調整。曾經生產小型發動機鑄件的公司現在面臨著需求萎縮的問題，因為電氣化淘汰了這些部件。一體化壓鑄為他們提供了一條生命線，讓他們有機會通過轉向模具、原型和大型壓鑄組件來保持競爭力。

最后，一體化壓鑄與更廣泛的產業政策息息相關。日本長期以來一直將國內汽車產業視為經濟實力的支柱。通過培育一體化壓鑄技術專長，日本可以保障就業、保存技術，并確保其能夠與中國的IDRA或美國的特斯拉競爭。

未來之路

到2026-2030年期間，日本制造的一體化壓鑄電動汽車很可能將大量上路。豐田2026年的發布、日產2027年的車型以及本田預期的一體化壓鑄戰略將標志著一次代際轉變。

Ryobi的工廠表明供應商能夠適應。UBE的UH9000證明了日本能夠制造這些機器。尚未解答的問題在于規模和接受度。日本消費者會否對輕微碰撞后無法修復的汽車望而卻步？保險公司會否提高保費？日本企業能否趕上中國在一體化壓鑄容量方面的驚人領先地位？

可以肯定的是，將數百塊面板焊接在一起的時代正在消逝。取而代之的是：熔化的鋁，在山岳般的力量擠壓下，冷卻成閃閃發光的形狀，定義了未來的移動出行。

一體化壓鑄不僅僅是一種新工具，更是汽車制造的一種新理念。而在日本，一個曾經以豐田生產系統徹底革新制造業的國家，下一場革命已經從模具中涌現。

本文轉載自：德贏輕量化技術