压铸铝工艺(汽车铝压铸行业深度研究：一体化压
报告出品方：中信建投证券
一、汽车轻量化趋势及其铝压铸工艺的重要性
在汽车低碳化转型的大背景下，轻量化已成为助力节能降耗目标达成的重要手段。面对高机动车保有量带来的尾气污染问题，汽车减排、低碳化发展的需求日益迫切。《节能与新能源汽车技术路线图（2.0版）》明确了新能源发展目标，提出碳排放减少和新能源汽车成为主流产品的愿景。
随着全球电动化趋势的提速，新能源汽车渗透率超预期增长。中国、欧洲市场的新能源汽车销量表现尤为突出，美国市场也呈现出积极的增长态势。新能源汽车动力系统质量占比高，车重较传统燃油车有所增加，轻量化技术的运用对于提升新能源汽车的节能、减排和长续航里程具有至关重要的作用。
二、铝压铸工艺在汽车轻量化中的显著优势
铝压铸工艺以其独特的优势在汽车轻量化领域占据重要地位。其成型性好、精度高、强度高以及可实现快速加工等特点，使得铝压铸零部件能够满足汽车行业的节能减排和驾驶体验需求。铝压铸工艺还具有环保性，符合汽车低碳化的发展趋势。
随着材料、工艺、设计三大领域的持续创新，轻量化技术正在全面突破，铝压铸工艺更是以其综合优势脱颖而出。铝合金作为轻量化材料的主要代表，其密度低、金属性质优良等特点，能将材料减重与工艺、结构轻量化完美结合，实现综合减重。
三、汽车铝合金市场的广阔前景
在汽车领域，铝合金的市场空间广阔，其应用占比在各类轻量化材料中位居首位。随着轻量化趋势的推进和技术的不断进步，铝合金的用量将大幅提升。铝合金不仅具有轻量化的优势，其性价比也备受关注，在成本、减重率、工艺难度、回收率等方面均表现出色。
结论：铝合金产业链协同助力汽车轻量化发展
铝压铸工艺和铝合金材料在汽车轻量化领域的应用前景广阔。铝合金产业链上下游的协同发展为汽车轻量化提供了有力支持。面对原材料价格波动、再生铝占比提升以及下游汽车行业的快速发展，铝合金加工公司正面临多重因素影响。但总体来看，铝压铸工艺和铝合金材料在汽车轻量化领域的发展前景一片光明。随着一体化压铸趋势的逐步凸显，铝合金产业链上下游的协同作用将更加重要。随着消费者对汽车性能要求的不断提高，铝合金的应用将越来越广泛，为汽车轻量化注入新的动力。
四、铝合金产业链的协同机遇与挑战
铝合金产业链的上下游协同是助力汽车轻量化的关键。上游的铝合金冶炼生产与下游的深加工制造应用空间广阔，共同推动汽车轻量化的发展。这一过程中也面临着一些挑战。原材料价格的波动对铝合金加工公司的经营产生影响。再生铝占比提升也需要铝合金加工公司适应新的市场变化，提高技术水平和生产效率。下游汽车行业的快速发展对铝合金的需求提出了更高的要求，铝合金加工公司需要不断创新以满足市场需求。
面对这些挑战，铝合金产业链上下游企业需要加强合作，共同应对。上游企业可以提高生产效率，降低成本，为下游企业提供更优质的原材料。下游企业则可以积极研发新技术，提高铝合金的应用性能，扩大其应用范围。可以出台相关政策，支持铝合金产业的发展，推动汽车轻量化的进程。
铝合金产业链上下游协同是助力汽车轻量化的重要途径。面对机遇与挑战，企业需要加强合作，共同推动铝合金产业的发展，为汽车的轻量化进程注入新的动力。随着全球经济的波动和变革，原材料价格对中游制造厂商，尤其是技术壁垒较高的铝压铸制造商的利润产生了一定的影响。近年来，铝价经历了剧烈的波动，这无疑给铝压铸供应商带来了压力。值得关注的是，“双碳”政策引导下，再生铝的产量在持续增长。
再生铝的生产过程消耗的电力资源相对较少，并且其成本低于电解铝，这使得它在成本上具有显著的优势。技术的进步使得再生铝的质量越来越接近原生铝，对电解铝的替代趋势愈发明显，有助于上游原材料成本的降低。
下游产业方面，铝合金的应用领域相当广泛，特别是在新能源汽车领域，其用量更是显著增长。随着新能源汽车渗透率的提高，车用铝合金的市场规模不断扩大。铝合金在整车中的应用主要包括白车身、动力系统、底盘等关键部分。预计到2026年，车身结构件和覆盖件的铝合金渗透率将快速增长。
铝合金的加工主要包括铸造和形变两种工艺，其中压铸工艺因其高效、成熟的特点被广泛应用于汽车制造中。铝合金加工公司面临着市场机遇与挑战，需要加强与上下游的沟通协作，优化库存管理，并紧跟新能源汽车市场的发展趋势。
谈及车用形变铝合金，它涵盖了锻造、挤压和轧制三种工艺。锻造铝合金以其出色的质量和冲击力承受能力，在大型机械和汽车制造中占据重要地位。挤压铝合金工艺具有灵活度高、工艺损失小的特点，在汽车制造领域也有一定应用。轧制是铝型材、铝板的主要成型工艺，广泛应用于金属材料领域。
在铸造铝合金工艺方面，特种铸造如压力铸造等工艺成熟且高效，在汽车铝合金加工中应用更为广泛。压铸工艺是汽车铸件生产中占据主导地位的技术之一，其优点包括金属液体承受压力高、产品质量好、生产效率高等。随着新能源汽车的快速发展，全球铝铸件需求正在加速增长。
中国汽车铝合金市场规模已经超4500亿元，预计在未来几年内将增长至近万亿元。这一市场的增长得益于新能源汽车的普及和一体化压铸技术的出现。一体化压铸技术通过减少零部件数量和优化工艺流程，提高了生产效率和产品质量，引领汽车制造的颠覆性技术革命。
铝合金加工公司正处于一个充满机遇与挑战的市场环境中。面对原材料价格波动、再生铝的崛起以及新能源汽车市场的快速发展，这些公司需要不断提升技术水平和产品质量，以满足市场需求。他们还需要加强与上下游的沟通协作，优化库存管理，并紧跟市场趋势，以应对激烈的市场竞争和不断变化的市场环境。随着汽车制造工业的发展，对于车体轻量化的需求日益凸显，铝合金部件的应用逐渐普及。焊接好的部件被送往整车厂，与外覆盖件结合形成白车身，再经过涂装和总装完成整车的生产流程。相较于零部件厂，整车厂的产线配备的压力机、模具和机器人更显先进，投资成本也相对较高。
为了满足汽车轻量化的要求，传统压铸工艺也在不断进步，以适应铝合金的广泛应用。高压压铸作为生产铝铸件的主要工艺，具有成型精密、生产效率高等显著优势。在高速压射过程中，模具型腔中的气体无法有效排除，容易产生气孔缺陷，从而降低铸件的力学性能。
为了提升铸件的质量与性能，行业不断新的技术路径。其中，路径一通过降低填充压力来提高铸件内部质量，包括低压压铸和差压压铸。低压压铸采用底注式充型，金属液充型平稳，有助于提高铸件的合格率，尤其适用于大型薄壁铸件。差压压铸则能使铸件强度提高约25％，延伸率提高约50％，尽管设备庞大、操作复杂，但在有特殊要求的情况下仍具有应用价值。
路径二则采取超低速压铸方法，降低工艺压射速度，以获得气体含量较低的铸件。这种方法的生产效率较低，且内浇口较粗大，给后续清理工作带来一定困难。
路径三则致力于减少型腔中的空气含量，包括真空压铸和充氧压铸。真空压铸通过抽取型腔内的气体来消除或显著减少压铸件内的气孔。充氧压铸则在压射前向压室及型腔内通入氧气类活性气体，以降低铸件内部的含气量。这两种方法都对设备和技术要求较高，成本较高，在实际应用中存在挑战。
铝合金焊接工艺难度较大，一体化压铸技术的兴起为解决这一问题提供了新的思路。随着压铸工艺的发展成熟，铝合金在汽车制造中的应用越来越广泛。一体化压铸技术改变了传统的生产流程，先生产整体结构件再进行组装，大幅减少了焊接和涂胶环节，简化了生产流程。特斯拉等汽车制造商已经采用一体化压铸设备Giga Press，其生产节拍范围为60-120秒，显著提高了车身生产效率，为汽车制造业带来了革命性的变化。
就在不久前，特斯拉宣布其Model Y将采用一体化压铸后底板总成技术，这一创新引发了汽车制造业的广泛关注。这项技术不仅降低了制造成本，提高了生产效率，更是对整个行业工艺的一次颠覆性革新。与传统的冲压焊接工艺相比，一体化压铸技术实现了下车体总成的重量降低30%，成本更是惊人地下降了40%。新的合金材料使得后底板总成无需再进行热处理，制造时间从原来的1-2小时缩短到惊人的3-5分钟。这一革新不仅意味着生产效率的飞速提升，更是推动了新能源汽车零部件的轻量化进程。
当前电池盒生产工艺效率较低，一体化压铸技术有望释放电池盒产能瓶颈。随着电池包内部结构不断简化的趋势推动以及新型铝合金材料的不断突破，一体化压铸电池盒的发展前景广阔。企业需要不断提高资金和技术投入以适应这一新的工艺革命。随着产业升级与技术革新步伐的加快，部分行业领军企业正大力推动自动化、智能化战略以提升产品质量与生产效率。他们引入了工业机器人来协助完成压铸、精密机加工、去毛刺、抛光等生产环节的工作，进一步推动了行业的智能化进程。经过深入研究与持续创新，企业不仅大幅提升了生产效率，降低了生产成本，还显著改善工作环境，优化了生产用工，显著减少了次品率，并提高了产品质量的稳定性。这些改进不仅增强了企业的竞争力，同时也对企业的资金实力提出了更高的要求。
自2021年起，随着大型化、一体化的压铸技术不断发展，压铸机的购置门槛也随之提高。压铸机的价格与其吨位密切相关，中小型压铸机价格相对亲民，而大型压铸机的采购金额高达1500-2000万元之间。配套设备的成本会增加20%-30%。尤其是进口压铸机的价格，通常是国内产品的2-3倍。这一趋势对铝压铸行业的资金门槛产生了显著影响。
新能源市场的快速发展为铝压铸行业带来了新的机遇。随着新能源汽车的渗透率不断提升，新能源汽车制造商正在积极布局轻量化技术以延长续航里程。特别是特斯拉在Model Y车型上尝试使用一体化压铸结构件，凸显了大型车身件乃至整车一体化压铸技术的重要性。新能源汽车的三电系统通常占整车重量的30-40%，其轻量化是整车轻量化和提升续航能力的关键。随着整车厂对三电系统进行一体化设计，如高压三合一、驱动三合一等，对适用于多合一装置的铝压铸壳体的需求也越来越高。
在一体化压铸技术的背后，原材料壁垒是一大挑战。新型铝合金材料是这一技术的基础。随着流长增加，原材料充填远端的力学性能可能会下降，这就要求通过降低流长或提高原材料的基础力学性能来抵消这种影响。在铝压铸行业面临技术分化和赛道竞争的新局面下，随着新能源客户需求的多样化和高标准化，铝压铸企业需不断提升技术水平，突破原材料壁垒。当下，免热处理材料的研发成为热点，众多企业都在积极布局。其核心路径是通过调整现有合金的微量元素比例来改善材料性能。例如立中集团研发的免热合金和特斯拉自研的新型铝合金材料都是在这一方向上的重要突破。
随着一体化压铸技术的兴起，设备壁垒也成为了一大挑战。压铸机作为铸件生产的核心设备，其吨位的提升不仅推高了生产难度，也对设备的精准性和模具的抵抗冲击变形能力提出了更严格的要求。目前量产的铝合金单体压铸结构零件的形状相对规则、结构紧凑，因此易于压铸。但随着一体化压铸技术的不断发展，对于设备和模具的要求越来越高。国产大吨位压铸机已经具备国际竞争力，各大压铸厂商也在积极布局大型压铸机。例如力劲集团已经率先突破6000吨合模力的大型压铸机，成为特斯拉的全球供应商。
模具的设计与制造是生产高质量一体化压铸件的重要前端工序。随着压铸机锁模力的显著增强和一体化压铸技术的不断发展，模具壁垒也随之提高。抗压力和形状设计要求激增，对模具的设计和制造提出了更高的挑战。模具的角度、热流道和制造成型难度日益提升。在承受更多压力的模具的损伤风险也随之增加。为了应对这一挑战，模具制造商需要不断提升技术水平、优化设计和制造工艺，以确保模具在高压力下的稳定性和耐用性。这将有助于推动铝压铸行业的持续发展，并为企业带来更大的商业机遇。
随着一体化压铸技术的不断进步和市场需求的变化，铝压铸行业正面临一系列新的挑战和机遇。企业需要不断提升技术水平、优化生产流程、突破原材料和设备壁垒，以适应市场的需求和变化。模具的设计与制造作为前端工序的重要性也日益凸显，需要引起足够的重视和投资。只有这样，企业才能在竞争激烈的市场环境中立于不败之地。在金属熔炼与铸件脱模的过程中，模具承受着各种拉力和推力的严峻考验，这一过程容易造成模具裂纹，从而对其使用寿命产生不良影响。
（二）复杂形状设计的挑战
一体化压铸件将多个零部件一体化压铸成型，如长城和比亚迪的“多合一”壳体。这类压铸件要求模具体积更大，金属流通通道更为繁复。在压铸过程中，金属液将在模具中流动，而在模具结构复杂的转角处，金属液可能无法充分填充，进而造成缺陷，容易产生气泡，对产品的良品率造成影响。
国内的一体化压铸模具正逐渐朝着定制化方向发展，铝压铸企业大多具备模具自主研发能力。由于不同车型的大小、空间、结构存在显著差异，一体化压铸件很难成为通用的标准件。模具壁垒的提高，促使铝压铸企业加强技术团队的建设，拓展模具的自研和定制化开发能力。随着技术的不断进步，部分龙头企业已具备大型和复杂模具的开发能力，具有显著的优势。
（三）工艺壁垒及研发能力的重要性
一体化压铸厂商需要兼具研发能力和生产经验积累。面对市场的多样化需求，研发能力成为竞争的关键环节。一体化压铸的大型产品相较于小型铸件结构更为复杂，需要参与产品的开发设计流程，根据客户需求和产品特点进行针对性的压铸工艺参数优化、模具设计和技术改造。全流程操作要素确保产品质量，对压铸工艺参数控制和生产流程管理等都提出了更高的要求。具有独立开发乃至同步开发的能力，已成为汽车一级零部件供应商和整车厂商选择供应商的重要评审标准。
除此之外，一体化压铸的要素还包括合金的熔化和处理，以避免金属杂质污染，保证合金的高塑性。给液（浇注）方式、脱模剂喷涂工艺、压铸过程以及机加工能力等都对产品质量产生直接影响。正确的压射模式、压射参数选择以及模具温度的精确控制等都是一体化压铸工艺的关键。目前，掌握一体化结构件的压铸工艺的企业寥寥无几，可见该工艺具有高的技术门槛。
对于三电壳体这类对密封性能有极高要求的部件，它们不仅要满足机械强度的挑战，更要确保产品的一致性与装配的标准化，以应对极端温度和高压环境的考验。随着一体化压铸技术的不断进步，汽车零部件的精度要求也在不断攀升，企业为此必须不断提升机加工能力。
（四）一体化压铸技术的崛起与产业革命
一体化压铸技术的崛起将带来一场产业革命，全面革新产线、焊接、人工和电池成本，并提升材料利用率。随着特斯拉实现车身一体化压铸的进程加速，行业正沿着先部分再总成的技术发展之路前进。全铝压铸车身相较于传统全铝车身具有显著的成本优势，随着技术的日益成熟，这种优势将更为明显。一体化压铸技术将全面降低产线投资、焊接成本、人工成本和电池成本，并提升材料利用率。例如减少生产零部件数量、节省工艺流程、提高生产效率等。大众的SSP平台正在引入一体化压铸技术，这是大众在空间架构技术研究方面的重要成果。随着技术的不断进步和成熟，我们有理由期待汽车产业将有更多的创新和突破。随着汽车制造技术的不断进步，车身材料的选择及连接方式都发生了革命性的变革。尤其是奥迪A8这款豪华轿车，其车身框架和关键部位采用了铝合金和高强度钢，车厢后部则大胆使用了碳纤维，实现了车身的轻量化和高强度的完美结合。
在制造全铝车身的过程中，大众面临了诸多挑战。由于采用了多种材料，需要采用更为精细的连接工艺。新一代的奥迪A8采用了包括激光焊、电阻点焊、搅拌摩擦焊等多种焊接技术以及热熔自攻丝连接、卷边连接等连接方式，确保了车身的坚固和稳定。这些复杂的工艺凸显了大众对于车辆安全性和稳定性的高度重视。
与此大众积极应对电动化的趋势，推出了下一代电动平台SSP，并引入一体化压铸技术与特斯拉展开竞争。大众的NEW AUTO战略旨在加速电动化和软件驱动型移动出行的转型。SSP平台计划引入的一体化压铸技术，预计全生命周期产量将超过数十万台。首款车型Trinity将于2026年投产，这标志着大众在汽车制造领域的又一次重大突破。
在汽车制造领域，特斯拉同样引领着革命。特斯拉率先掌握一体化压铸技术，并在Model Y上成功应用。该技术通过一次压铸成型，使得下车体总成重量降低了30%，制造成本下降了40%。虽然目前受限于压铸机吨位，特斯拉还不能完全实现整个下车体的一次压铸成型，但随着技术的不断进步，这一愿景有望在未来实现。一体化压铸技术的优势在于大幅度减少焊点和热处理时间，从而降低制造成本、提高生产效率。这一技术不仅简化了制造过程，也提高了车辆的性能和安全性。
随着特斯拉在电池技术领域的持续创新，其引领的电池技术革新不断刷新行业认知。从电池日上的CTC技术到的电池包封装技术CTP，特斯拉不断突破传统电池设计的局限。这些创新技术为汽车的轻量化开启了新的篇章。在一体化压铸发展上，特斯拉将座椅直接安装在电池盖上，并与一体化压铸成型的前后车身底板相连，展示了前瞻视野。这项技术已在柏林工厂投入使用，为Model Y的生产注入了新的活力。
在这一波一体化压铸浪潮中，众多企业积极跟进这一技术变革。蔚来迅速推出ES8全铝车身一体化设计，具有显著的生产效率和制造成本优势；泉峰汽车和文灿股份作为铝压铸的优质供应商，正立足压铸匠心，深耕新能源领域勇攀高峰。他们通过研发实力赢得了众多新能源零部件订单，并不断扩大产能和技术进步。面对这一波一体化压铸技术的浪潮，龙头企业已经扬帆起航，未来的汽车制造将更加高效、轻量化。
随着汽车制造技术的不断进步和新能源汽车市场的不断扩大，一体化压铸技术正成为汽车制造领域的重要趋势。龙头企业已经积极跟进这一变革，通过技术进步和产能扩大为未来的汽车制造打下坚实基础。在轻量化铝压铸的黄金时代，行业领军者如文灿股份和旭升股份等正迎来前所未有的发展机遇。随着新能源汽车市场的迅猛扩张，这些企业凭借卓越的技术实力和前瞻性的市场布局，正逐步确立在一体化压铸领域的领先地位。
作为国内首家实现车身一体化压铸的公司，文灿股份以其领先的技术实力和全面的产品布局在市场中独树一帜。公司通过与国内外知名企业的紧密合作，成功实现大型压铸设备的引进与自主研发，使其在一体化压铸领域的竞争力不断提升。公司在技术和客户方面的先发优势使其能够在这个赛道上抓住行业发展机遇并巩固自身地位。
与此旭升股份作为特斯拉的核心供应商，在新能源汽车领域展现出强劲的增长势头。公司通过发行可转债扩大产能，持续进行技术研发，不断满足市场需求。随着特斯拉主导的一体化压铸趋势的兴起，旭升股份有望将电池盒等产品件向一体化结构升级，实现全球扩张和业绩持续高增长。
广东鸿图作为国内铝压铸行业的领军企业，以其卓越的技术实力和广泛的客户基础稳坐国内市占率第一的位置。公司在新能源领域的高精尖业务占比逐年上升，推动净利润的显著增长。公司在一体化布局方面也取得了显著进展，自主研发的高强韧免热处理铝合金材料为大型一体化压铸提供了坚实的材料基础。
拓普集团则凭借其深厚的NVH领域底蕴，不断扩展产品矩阵，涉足多个汽车领域。公司对市场的敏锐洞察和快速反应使其赢得了众多国内外主机厂的订单。在轻量化领域，拓普集团建立了一站式轻量化解决方案，并在一体化压铸研发方面成果显著。公司与多家企业共同开发的高强韧性免热处理铝合金材料技术达到行业领先水平。
爱柯迪作为中小件铝压铸的佼佼者，在全球市场占有率中占据重要地位。公司凭借其在中小型压铸件领域的优势护城河持续进行技术布局和产品转型以适应不断变化的市场需求。爱柯迪不断推进智能化工厂建设以迈向一体化业务转型的新征程。
这些企业在轻量化铝压铸市场的黄金时代中展现出强大的竞争力和广阔的发展前景。它们凭借各自的核心技术优势和市场布局策略在市场中脱颖而出，赢得了客户的信任和市场的认可。随着新能源汽车市场的不断扩大和技术的不断进步这些企业有望在未来继续保持强劲的发展势头。在高度自动化的物流、仓储及精密制造能力的基础上，通过引入5G技术、物联网以及大数据分析技术，公司的人均产值与产品质量得到了显著提升。到了2021年3月，爱柯迪智能制造科技产业园项目在宁波江北正式破土动工。占地面积约118亩的园区，预计年产铝合金汽车零部件将达到惊人的6500万件。响应新能源汽车领域的发展趋势，该公司果断拓展大型一体化业务，购入一系列大型压铸机，研发出超越现有中小件产品的车身部件规格和电池系统单元产品。显然，随着新能源汽车市场的持续繁荣，该公司正在积极扩充新能源产品线。
时间的指针跳转到2022年2月，公司在安徽投资建设了新的工厂，专注于新能源三电系统单元的铝合金零件和汽车结构件的生产与研发。这充分显示了公司对新能源业务的坚定信心和决心。与此另一家名为嵘泰股份的汽车转向龙头企业也值得我们关注。
嵘泰股份，一家于2021年1月成功上市的企业，主营业务涵盖汽车转向系统、传动系统、制动系统等关键铝合金压铸件的生产与销售。在电动助力转向器（EPS）壳体领域，该公司展现出强大的竞争优势，市场占有率令人瞩目。多年来，嵘泰股份凭借深厚的技术积累、严格的质量管理、高效的管理体系以及优质的服务赢得了众多客户的信赖。其客户群包括博世、采埃孚、蒂森克虏伯等国际知名Tier1企业以及大众、福特、吉利等主机厂。
为满足新能源汽车的飞速发展需求，嵘泰股份积极扩大产能，加大对新能源汽车零部件三电系统的投入和市场开发力度。为了进一步拓展海外市场，公司于2016年在墨西哥设立了子公司，并计划投入巨资进行扩产，以抓住更多的市场机遇。
从投资的角度来看，在“碳中和”政策的推动下，中国新能源汽车的渗透率迅速提升。随着新能源汽车销量的超预期增长以及消费者对续航里程的焦虑，汽车轻量化已成为行业趋势。铝压铸作为当前的轻量化方案中的佼佼者，在技术不断取得重大突破的背景下，其市场渗透力和未来发展空间可谓十分广阔。一体化压铸正处于爆发的前夜，有望在技术的持续迭代中快速落地。
爱柯迪与嵘泰股份这两家公司在智能化、新能源汽车领域均展现出强大的竞争力。随着技术的不断进步和市场的不断扩大，它们的发展前景值得期待。需要注意的是，以上内容仅供参考，不构成任何投资建议。（文中提到的企业信息及数据均来源于未来智库）未来智库——洞悉趋势，助力明智决策。