特斯拉作為汽車工業革新者，2016 年研發出適用于一體壓鑄的鋁合金配方，2019 年正式提出 "一體鑄造" 概念，2020 年通過 Model Y 后底板總成量產將技術落地。其創新使后底板零件數從 70 個縮減至 1 個、成本降低 40%，引發全球車企技術跟進浪潮。然而，曾被視為行業變革核心的高壓鑄造及高壓一體式鋁合金技術近年發展趨緩，這種技術演進軌跡的轉折，既反映新能源汽車時代制造工藝的深層變革需求，也為產業技術路線選擇提供了重要參考樣本。

高壓鑄造光環漸淡

高壓鑄造優缺點并存，短板愈發凸顯

高壓鑄造是將熔融合金液在 15-100MPa 的壓力下，以 10-50 米 / 秒甚至更高的速度注入模具型腔，并在壓力下凝固形成鑄件。在過去，其憑借出色的生產效率和產品特性，在汽車零部件制造領域占據重要地位。高壓鑄造充型速度極快，充型時間通常在 0.01-0.2 秒內，每小時可生產數百件壓鑄件，適合大規模生產。并且高壓下成型的產品致密性高，表面光潔度好，減少了后續加工的成本和時間 。

然而，隨著汽車行業的發展，高壓鑄造的弊端逐漸暴露。充型速度過快導致金屬液內部卷入大量氣體，產品氣孔率高，廢品率有時可達 10%-20%。這意味著每生產 100 件產品，就有 10-20 件不合格。而且在熱處理時，內部氣體會膨脹，致使產品出現鼓包或裂開等缺陷，限制了其在一些對性能要求苛刻的零部件制造中的應用，如汽車發動機缸體就因難以滿足高溫、高壓環境下的工作要求，更多采用低壓鑄造或其他工藝。此外，高壓鑄造加工余量小，加工量過大會破壞表面致密層，降低產品強度。

市場競爭加劇，高壓鑄造優勢不再

新興鑄造工藝的崛起，進一步壓縮了高壓鑄造的市場空間。真空壓鑄、低壓鑄造等工藝在一定程度上彌補了高壓鑄造的不足。以真空壓鑄為例，其能顯著減少氣體夾雜，將壓鑄件的氣孔率降低至傳統高壓鑄造的 1/3-1/2，提高壓鑄件的致密度和力學性能，降低廢品率，還可進行熱處理，進一步提升力學性能。在這種情況下，高壓鑄造的競爭力不斷下降，市場熱度隨之降低。

高壓一體式鋁合金鑄造升 “壓” 受阻

成本效益失衡

高壓鑄造需投入超大型壓鑄機（鎖模力超6000T）和專用模具，其單臺成本高達 1.2-1.8 億元，年產 10 萬輛車型需配備 3-4 臺設備，僅硬件投資即超 3.6 億元，遠超中小企業承受能力。模具壽命約 5 萬次的特性，使年產 10 萬輛規模需每年更換 2 套模具，額外增加 600-800 萬元成本。更關鍵的是，壓力每提升 10MPa 將導致能耗增加 10%-15%，而模具壽命縮短進一步推高維護成本。當生產效率提升與廢品率下降無法覆蓋上述增量成本時，更高壓力的鋁合金鑄造工藝將喪失經濟可行性。

技術瓶頸難以突破

高壓一體式鋁合金鑄造要向更高壓力發展，面臨著諸多技術難題。壓力的提升對壓鑄機的結構強度、控制系統以及模具的材料性能、制造精度和壽命都提出了極高要求。模具在更高壓力下，更容易出現變形、磨損等問題，導致模具壽命縮短。使用 H13 鋼材制造的壓鑄模具在常規壓力下壽命可達 8-10 萬模次，但在更高壓力下，壽命可能降至 3-5 萬模次，更換頻率的增加無疑會提高生產成本。

在產品質量控制方面，壓力過高會使鋁合金液的充型速度過快，增加氣體卷入和紊流的風險，導致鑄件內部缺陷增多，如氣孔、縮松等。研究數據顯示，當壓鑄壓力超過 100MPa 時，鑄件內部氣孔率會增加 30%-50%，廢品率也會相應上升。更高壓力下，鋁合金液對模具表面的沖刷加劇，容易造成模具表面損傷，進一步影響鑄件的表面質量。

鋁合金在 700MPa 以上高壓環境下易出現液態金屬流動性失控，導致鑄件內部產生≥0.5mm 氣孔缺陷。某車企測試顯示，當壓力超過 800MPa 時，鑄件疲勞強度下降 40%，難以滿足底盤件 20 年 / 30 萬公里的耐久標準。同時，熱處理工藝與高壓成型存在技術沖突，材料強度提升空間被壓縮在 15-20% 范圍內。這些技術限制與成本壓力的疊加效應，共同構成了高壓一體式鋁合金鑄造技術演進的現實阻礙。市場需求相對飽和當前汽車市場對鋁合金壓鑄件的性能和質量要求，并非單純通過提高鑄造壓力就能滿足。汽車制造商更注重整體解決方案，包括材料的選擇、制造工藝的優化、產品的設計創新等。在現有壓力水平下，通過改進材料配方、優化工藝流程以及采用先進的質量控制手段，已經能夠滿足市場對大多數汽車零部件的性能要求。通過優化現有工藝，鋁合金壓鑄件的強度、韌性等性能指標可提升 10%-20%，足以滿足當前汽車行業的主流需求。因此，市場對更高壓力鋁合金鑄造技術的需求并不迫切。

各大汽車品牌的探索與實踐

行業先鋒的率先應用

特斯拉作為汽車行業的創新者，在 2016 年開發出用于一體式壓鑄技術的鋁合金配方，2019 年提出 “一體鑄造” 技術，并于 2020 年在特斯拉電池日發布會上宣布，Model Y 將采用一體壓鑄生產車身后底板總成。目前，特斯拉的一體化壓鑄后底板與前機艙已實現量產，一體化下車體也即將量產，其成功應用引領了行業潮流。

小米汽車投入大量時間、資金和精力對汽車領域進行深入研究，自研超級大壓鑄設備集群，集群中的壓鑄機鎖模力達 9100 噸，重量在 718 噸，等同 4 臺波音747飛機的重量。圍繞壓鑄機的集群設備超過 60 多個，高效集成了噴涂、控溫、合模等多項工藝環節。在小米泰坦合金和強大的大壓鑄技術的支撐下，落地了一體化后地板，實現了零件 72 合一的突破性生產。相比傳統制造工藝，焊點直接減少了 840 個，重量減輕了 17%，車內感知路面的噪音降低了 2 分貝，生產時間更是縮短了 45%，而且使用壽命還在 200 萬公里以上，是傳統后地板壽命的 10 倍以上 。

國內車企的積極跟進

廣汽集團面向一體化壓鑄發展趨勢，啟動數字化新工廠建設。旗下廣汽荻原數字化新工廠二期聚焦模塊化一體式壓鑄技術突破，將建成 10 萬臺套前機艙、后地板壓鑄件生產線，為廣汽旗下自主品牌昊鉑、傳祺、埃安的車型提供輕量化解決方案。賽力斯汽車聯合文燦集團舉辦 IDRA 萬噸超級壓鑄機投產暨機器人一體化鑄件加工技術應用啟動儀式，宣布 IDRA 萬噸超級智能壓鑄單元在重慶正式投產應用，這是目前全球首臺、全球最大的兩板式壓鑄單元。此外，小鵬 G6、問界 M9 等車型也都使用了一體壓鑄零部件，奇瑞汽車采用雙壓射方案，運用 16000T 的雙壓射壓鑄機進行車身 “整體式” 一體壓鑄，相比于此前車身 “三段式” 一體化壓鑄，可以實現設備投資降低 30%，產地占地面積下降 60%。

未來發展方向展望，高壓鑄造技術未來發展的多維度突破路徑

壓力段的理性調整

主流車企將高壓鑄造壓力參數由早期所追求的 1000MPa 回調至 550 - 750MPa 區間。在此壓力段，鑄件孔隙率可被控制在 0.3%以下，同時設備能耗降低 40%。該調整與柔性生產需求相契合，例如沃爾沃采用模塊化分總成設計，將車身劃分為 6 個鑄造單元，并通過自沖鉚接技術加以組合，致使維修成本降低 65%。

梯度壓力與混合工藝的突破

寶馬在 B 柱制造中運用 300 - 600MPa 梯度壓力鑄造技術，達成局部抗拉強度 380MPa 的特殊結構，相較傳統工藝強度提升 25%。通用汽車結合 3D 打印砂型技術制造復雜流道，令高壓鑄件在減重 15%的同時提升剛度，此技術已用于電池包殼體制造。

材料體系多維升級

輕量化材料的迭代，鎂合金（密度 1.78g/cm³）壓鑄件于座椅骨架等次級承力結構中的應用，較鋁合金再度減重 25%。豐田量產鎂合金方向盤骨架，成本較碳纖維方案降低 60%，同時實現抗沖擊強度提升 30%。

納米增強鋁合金（Al - SiC）在電池包殼體驗證中，屈服強度達 320MPa，突破傳統材料的性能邊界。

盡管高壓鑄造和高壓一體式鋁合金鑄造在發展過程中遭遇瓶頸，但這并不意味著它們將被淘汰。通過技術創新、材料研發以及對綠色制造的追求，這些技術有望在汽車制造行業找到新的發展機遇，為行業的持續進步貢獻力量。