淺析一體化壓鑄技術(shù)的關(guān)鍵生產(chǎn)要素

摘 要：簡要介紹了一體化壓鑄概念及其特點(diǎn)，并引出其對行業(yè)的“量變到質(zhì)變”的影響。詳細(xì)介紹分析了一體化壓鑄在壓鑄材料、壓鑄工藝、壓鑄設(shè)備、配套設(shè)備、檢測方法及技術(shù)人員等幾大生產(chǎn)要素上的要求，最后指出一體化壓鑄技術(shù)的推廣應(yīng)用，需要汽車、設(shè)備、壓鑄、模具、材料及科研等多板塊、全鏈條協(xié)同合作，助力于一體化壓鑄的軟著陸。

關(guān)鍵詞：一體化壓鑄技術(shù)；生產(chǎn)要素；量變質(zhì)變；協(xié)同合作

2019年7月，特斯拉發(fā)布新專利——“汽車車架的多向車身一體成型鑄造機(jī)和相關(guān)鑄造方法”，提出了一種車架一體鑄造技術(shù)和相關(guān)的鑄造機(jī)器設(shè)計(jì)。2020年9月22日的特斯拉電池日發(fā)布會上，馬斯克稱特斯拉Model Y 將采用一體壓鑄生產(chǎn)車身后底板總成，替代了原本需要70多個(gè)零部件經(jīng)1000多次焊接而成的沖焊工藝，特斯拉官方表示，這種技術(shù)將使下車體總成質(zhì)量降低30%，制造成本下降40%，為Model Y整車省下20%的成本，并減少30%的工廠占地面積。同時(shí)特斯拉計(jì)劃用3個(gè)大型壓鑄件拼接成整個(gè)下車體總成，替換掉原來的370個(gè)零件，最終可以實(shí)現(xiàn)汽車整備質(zhì)量降低10%，續(xù)駛里程增加14%。特斯拉引領(lǐng)了整個(gè)行業(yè)的追隨與變革，蔚來、小鵬及高合等主機(jī)廠及壓鑄相關(guān)廠商正在進(jìn)行從0到1的驗(yàn)證工作和從1到100的發(fā)展工作，沃爾沃、大眾、奔馳及一汽等傳統(tǒng)主機(jī)廠也在積極布局。

上述技術(shù)即為“一體化壓鑄技術(shù)”，是將原本設(shè)計(jì)中需要組裝的數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)零件經(jīng)重新設(shè)計(jì)、高度集成，利用超大噸位壓鑄機(jī)，通過先進(jìn)壓鑄工藝，一體成形為一個(gè)超大尺寸的鋁制部件，實(shí)現(xiàn)原有功能。該技術(shù)最突出的特點(diǎn)是超大尺寸的產(chǎn)品，進(jìn)而引出超大噸位壓鑄機(jī)、超大復(fù)雜結(jié)構(gòu)模具、極限工藝參數(shù)和極高CAE分析要求，同時(shí)解決大尺寸薄壁件變形問題的“殺手锏”——免熱處理鋁合金成為了一體化壓鑄技術(shù)的熱點(diǎn)之一。

本文結(jié)合傳統(tǒng)壓鑄技術(shù)，就一體化壓鑄技術(shù)的生產(chǎn)要素，即“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測”，逐一進(jìn)行詳細(xì)地介紹和分析。

材料性能

一體化壓鑄的零件，通常具有尺寸大、壁厚薄以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，這就對鋁合金材料性能提出了更高的要求。綜合考慮使用性能、工藝特點(diǎn)及生產(chǎn)條件等因素，一體化壓鑄鋁合金材料不僅在常規(guī)性能上比普通壓鑄要求高，而且還有其獨(dú)特的要求。

1.常規(guī)性能要求

（1）熱塑性流變性能良好 在過熱度不高于液、固相線溫度附近應(yīng)具有良好的熱塑性流變性能，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜型腔的填充，形成良好的鑄造表面，避免縮孔缺陷的產(chǎn)生。

（2）較小的線收縮率 以避免壓鑄過程產(chǎn)生裂紋和變形，使壓鑄件保持較高的尺寸精度。

（3）較小的凝固溫度區(qū)間 以便于實(shí)現(xiàn)快速同時(shí)凝固，減少內(nèi)部收縮孔洞等缺陷。

（4）較好的鑄件（鑄型）界面性能 與壓鑄模具不發(fā)生化學(xué)反，親和力小，以減少粘模和相互合金化。

2.獨(dú)特性能要求

（1）高強(qiáng)韌性 對于傳統(tǒng)鋁合金而言，熱處理是保障零部件力學(xué)性能的必備手段，但實(shí)際上，熱處理過程易引起零部件表面缺陷和尺寸變形，這對于大型一體化零部件來說將不可避免地造成廢品率的增加，承擔(dān)巨大的成本風(fēng)險(xiǎn)。因此需要特殊的免熱處理鋁合金，在不需要進(jìn)行熱處理的條件下，保證材料成型后依然具有良好的力學(xué)性能。根據(jù)材料的強(qiáng)度進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并且材料強(qiáng)度越高、減重越明顯。另外對于車身結(jié)構(gòu)件來講，還需兼顧碰撞、疲勞性能要求等，因此一體化壓鑄結(jié)構(gòu)件要求材料在鑄態(tài)下具有高的強(qiáng)度和塑性。

（2）優(yōu)異的鑄造性能 鑄造性能包括很多方面，對于一體化壓鑄結(jié)構(gòu)件來說，材料的充型能力很關(guān)鍵。目前最遠(yuǎn)的流程可以達(dá)到2.7m左右，如果充型能力不足，將導(dǎo)致欠鑄等問題。

（3）連接包容性高 因?yàn)榇笮偷囊惑w化壓鑄車身結(jié)構(gòu)件在零件的不同部位無法做到性能統(tǒng)一，所以在零件的不同部位可能會選擇不同的連接方式。例如：焊接、SPR及膠接等。

不同的連接方式對于材料的性能要求也不一致，例如SPR就需要材料具有較高的韌性，而焊接則要求材料不應(yīng)存在氣孔等要求。

（4）微量元素、雜質(zhì)元素的容忍度更高 目前，一體化鑄件的成品率在60%左右（各企業(yè)的數(shù)據(jù)不一致，此數(shù)據(jù)為大致的平均水平），這意味著大概有40%的零件需要回爐重新使用，在這個(gè)過程中難免會引入一些雜質(zhì)元素，另外有些元素還會存在燒損。隨著雙碳目標(biāo)的確定，未來希望再生料能夠融入免熱處理生產(chǎn)的過程中。因此，材料能夠?qū)υ丶半s質(zhì)擁有高的容忍度，才能確保經(jīng)濟(jì)性和鑄件性能。

（5）長效高效的變質(zhì)劑 因?yàn)槊鉄崽幚聿牧系奶匦跃褪侨∠藷崽幚砉ば颉Ｄ壳俺Ｓ玫腁lSi10MnMg材料，通過熱處理來改善零件的力學(xué)性能。而免熱處理材料沒有了后續(xù)手段，只能通過鑄造過程中形成的組織來實(shí)現(xiàn)力學(xué)性能。通過控制凝固過程中形成的組織來實(shí)現(xiàn)材料的強(qiáng)度和塑性。目前對于免熱處理材料組織的控制，關(guān)鍵點(diǎn)在于共晶組織的控制。鋁硅系合金著重控制共晶硅的形貌和尺寸；鋁鎂硅系合金著重控制鎂二硅的形貌和尺寸。目前依靠現(xiàn)有的鑭（La）元素、釓（Gd）元素或者稀土元素作為變質(zhì)劑進(jìn)行組織調(diào)控。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，工藝上需要熔體有很長的時(shí)間的保溫，如果變質(zhì)劑效力下降乃至失效，將對于生產(chǎn)的連續(xù)性存在極大的挑戰(zhàn)。

因此，目前免熱處理鋁合金成為目前一體化壓鑄產(chǎn)品的唯一選擇。各大高校、科研院所、企事業(yè)單位紛紛開發(fā)對免熱處理材料，呈現(xiàn)百花齊放態(tài)勢。目前來看，免熱處理鋁合金可分為鋁硅系（Al-Si系）和鋁鎂系（Al-Mg系）兩大類，各個(gè)牌號在此框架下進(jìn)行成分調(diào)整和工藝路線制定。目前成熟的免熱處理材料往往擁有一個(gè)免熱處理合金牌號體系，如美國鋁業(yè)、萊茵菲爾德、特斯拉以及上海交大等。

通過梳理各個(gè)免熱處理鋁合金材料牌號成分，可以發(fā)現(xiàn)一些材料是在已有專利的基礎(chǔ)上進(jìn)行成分微調(diào)、生產(chǎn)工藝調(diào)整，成功研發(fā)免熱處理鋁合金材料的企業(yè)都會盡快申請專利進(jìn)行保護(hù)；整車廠為避免專利糾紛，會選擇具有專利保護(hù)的合金牌號，專利是進(jìn)行整車前期試驗(yàn)和認(rèn)證的門檻。研發(fā)和認(rèn)證壁壘——雖然免熱處理合金研發(fā)不存在高不可攀的技術(shù)門檻，但需要上游材料企業(yè)、壓鑄廠、模具廠與整車廠合作研發(fā)。研發(fā)壁壘不僅在于合金成分調(diào)整和工藝路線調(diào)整，關(guān)鍵是材料生產(chǎn)商與壓鑄廠、整車廠綁定合作，不斷試錯，生產(chǎn)出符合整車性能要求的材料。

工藝流程

一體化壓鑄技術(shù)改變傳統(tǒng)車身生產(chǎn)流程（先生產(chǎn)結(jié)構(gòu)件后焊接組裝），可大幅減少焊接、涂膠環(huán)節(jié)，極大簡化了車身整體生產(chǎn)流程。一體化壓鑄件主要包括熔化、壓鑄、打磨、X光及機(jī)加工機(jī)裝配等工序，其生產(chǎn)工藝流程如圖1所示，與減振塔、縱梁等車身結(jié)構(gòu)件相比，省略了熱處理（矯形）工序，本小節(jié)重點(diǎn)介紹壓鑄工序。

一體化壓鑄件包含了整車左右側(cè)的后輪罩內(nèi)板、后縱梁、地板連接板以及梁內(nèi)加強(qiáng)板等零件，比普通壓鑄件體積更大、形狀更復(fù)雜，型面、截面以及料厚的變化都更加劇烈。對壓鑄工藝也提出更高的要求：工藝上的流態(tài)、壓射比壓與速度等參數(shù)的控制更加嚴(yán)格，對設(shè)備的精準(zhǔn)與閾值、模具的抵抗沖擊變形能力要求更為苛刻。

一體化壓鑄工藝流程為：噴涂、合模、澆注、壓射、保壓、開模、取件、完整性檢查、冷卻、切邊以及傳送帶。

壓鑄工藝參數(shù)主要包括壓力、速度、時(shí)間、溫度以及真空等。鑄造壓力，氣密性產(chǎn)品80MPa，一般產(chǎn)品60MPa，一體化壓鑄產(chǎn)品都在40MPa以下，原因在于壓力太大，鎖模力不足，導(dǎo)致飛料嚴(yán)重；壓鑄機(jī)空壓射速度一般要求10m/s以上，實(shí)際沖頭最高速度為6～8m/s，內(nèi)澆口速度為40～55m/s；充型時(shí)間50～80ms；溫度，鋁液溫度為700～710℃，模具溫度220～280℃，一體化壓鑄對模具熱平衡要求很高；真空度30～50mbar（1bar=105Pa），實(shí)際上能低于30mbar。

另外，由于預(yù)結(jié)晶組織會顯著削弱一體化壓鑄件的機(jī)械性能，因此鋁合金澆注過程非常關(guān)鍵，一般通過熔杯鋁液溫度、料筒加熱及壓鑄工藝等工藝對預(yù)結(jié)晶進(jìn)行管控。

基礎(chǔ)硬件

一體壓鑄結(jié)構(gòu)件尺寸和質(zhì)量持續(xù)提升，壓鑄機(jī)噸位突破新高，一體化壓鑄技術(shù)采用6000t以上的壓鑄主機(jī)，目前已完成安裝調(diào)試的壓鑄機(jī)噸位有6000t、6100t、6600t、6800t、7200t、8800t、9000t以及

12 000t，另外16 000t壓鑄機(jī)已經(jīng)進(jìn)入制造階段，

20 000t壓鑄機(jī)進(jìn)入開發(fā)階段。

1. 壓鑄機(jī)

壓鑄機(jī)是一種在壓力作用下把熔融金屬液壓射到模具中冷卻成型，開模后得到固體金屬鑄件的工業(yè)鑄造機(jī)械，以標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)器為主，通過安裝不同壓鑄模具實(shí)現(xiàn)多種零部件產(chǎn)品的生產(chǎn)。根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，一般按照壓鑄件的輪廓、尺寸和質(zhì)量，選擇不同噸位的壓鑄機(jī)。根據(jù)布勒中國，傳統(tǒng)車身結(jié)構(gòu)件所需壓鑄機(jī)噸位長期保持在1600～4400t范圍內(nèi)，其中前減震塔要求1600～2500t，而前后門框、尾蓋箱、后縱梁、A柱要求4000t，車門要求4400t。隨著一體壓鑄結(jié)構(gòu)件的尺寸和質(zhì)量不斷提高，對壓鑄機(jī)噸位的要求也隨之提高，如圖2所示，中型SUV Model Y的后地板和前艙使用6000t壓鑄機(jī)；B級轎跑蔚來ET5的半片式后地板使用6000t壓鑄機(jī)；而尺寸更大的電動皮卡Cybertruck的后地板（或前地板）將使用8000～9000t壓鑄機(jī)；電池包、A00級下車體等，則需要12000t及以上噸位壓鑄機(jī)。

圖2 不同產(chǎn)品對應(yīng)的壓鑄機(jī)噸位

超大型壓鑄機(jī)研發(fā)和生產(chǎn)存在難度，超大型鑄造機(jī)的制造難度主要體現(xiàn)在研發(fā)和生產(chǎn)兩個(gè)方面。

在研發(fā)方面，目前大量應(yīng)用的汽車鋁壓鑄結(jié)構(gòu)件已具備尺寸大（500～1500mm）、壁薄（2.5mm左右）、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特征，將傳統(tǒng)鋁壓鑄結(jié)構(gòu)件和高度集成化的一體壓鑄結(jié)構(gòu)件作對比，一體壓鑄結(jié)構(gòu)件的形狀更加復(fù)雜，壁厚不均，尺寸和質(zhì)量明顯增大，這對超大型壓鑄機(jī)的鎖模力、容?？臻g尺寸、壓射力、最大空壓射速度、安全性及可靠性的設(shè)計(jì)能力提出較高要求。之前壓鑄機(jī)廠商僅有5000t以下的壓鑄機(jī)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，面對超大型壓鑄機(jī)6000t→7000t→8000t→9000t→12 000t→16 000t→20 000t的噸位增長，壓鑄機(jī)廠研發(fā)曲線非常陡峭。

在生產(chǎn)方面，超大型壓鑄機(jī)從研發(fā)到交付的時(shí)間跨度較長，壓鑄機(jī)廠需要持續(xù)投入高額資金，這在一定程度上考驗(yàn)壓鑄機(jī)廠的生產(chǎn)能力。國內(nèi)壓鑄機(jī)廠率先布局，力勁集團(tuán)訂單量遙遙領(lǐng)先。國內(nèi)壓鑄機(jī)廠商在研發(fā)進(jìn)度、交付速度和訂單量上全面領(lǐng)先，代表公司為力勁股份、伊之密及海天金屬。其中，力勁集團(tuán)早于2019年11月交付首套6000t大型壓鑄單元，成功成為特斯拉全球供應(yīng)商，之后獲得特斯拉30套超大型壓鑄機(jī)訂單。在這之后，力勁集團(tuán)持續(xù)獲得國內(nèi)各壓鑄廠的超大型一體壓鑄訂單，其壓鑄機(jī)交付噸位不斷突破新高。國外壓鑄機(jī)廠則進(jìn)度較慢，2022年6月才正式向客戶交付6100t壓鑄機(jī)。

2. 壓鑄模具

壓鑄模具也是壓鑄生產(chǎn)的核心設(shè)備之一，一體化壓鑄對大型壓鑄模具設(shè)計(jì)提出更高要求。一體化壓鑄模具尺寸更大，傳統(tǒng)壓鑄模具的產(chǎn)品尺寸在1m以內(nèi)，一體化壓鑄產(chǎn)品尺寸達(dá)到1.6～2m，對應(yīng)模具的尺寸需要達(dá)到3m以上，導(dǎo)致加工難度提升，一體化壓鑄模具的質(zhì)量達(dá)到150t或更大。超真空壓鑄環(huán)境，一體化壓鑄對模具的密封性要求高，需要達(dá)到的真空環(huán)境低于30MPa，由于模具的零部件數(shù)量多，對密封圈等要求較高；開發(fā)周期長，開發(fā)成本更高，超大型壓鑄模具的開發(fā)周期在150～180天，傳統(tǒng)壓鑄模具的成本不超過400萬元，超大型壓鑄模具的成本普遍在千萬元以上。模具的定制化程度高，一般都是采用私人訂制的方式接受訂單，需要根據(jù)不同車型進(jìn)行設(shè)計(jì)，要求模具廠與整車廠、壓鑄廠持續(xù)溝通，設(shè)計(jì)、打樣、改進(jìn)優(yōu)化及投入使用的生產(chǎn)周期較長，設(shè)計(jì)方案復(fù)用水平較低，一般第二款模具就需要重新進(jìn)行開發(fā)；材料性能要求高，由于大型壓鑄機(jī)的壓射速度更快，導(dǎo)致模具需要承受的壓力更大，其次對材料的回火性能、韌性、熱膨脹系數(shù)要求高，以及表面處理等技術(shù)都是難點(diǎn)。

配套設(shè)備

除了壓鑄機(jī)和壓鑄模具，壓鑄生產(chǎn)所涉及的其他設(shè)備稱之為配套設(shè)備。主要包括周邊設(shè)備、熔化設(shè)備、熱處理及后處理等設(shè)備，其中后處理又包括機(jī)加工、表面處理及裝配等。周邊設(shè)備與壓鑄機(jī)和壓鑄模具共同組成壓鑄單元，周邊設(shè)備包含機(jī)邊爐、噴涂系統(tǒng)及噴涂機(jī)器人、取件機(jī)器人、真空系統(tǒng)、完整性檢查、冷卻水槽、去渣包、切邊機(jī)、打碼機(jī)、傳送帶、模溫機(jī)、冷卻站、熱成像儀及除塵罩等超過二十套設(shè)備；熔化設(shè)備包括集中熔化爐、轉(zhuǎn)運(yùn)包、定量爐、保溫爐以及除氣機(jī)等；后處理包括機(jī)加工、去毛刺、表面處理以及裝配等設(shè)備。以上設(shè)備中，一體化壓鑄技術(shù)與傳統(tǒng)壓鑄技術(shù)所不同的在于機(jī)邊爐、噴涂系統(tǒng)、熱成像儀、切邊裝備及機(jī)加工設(shè)備。

1. 機(jī)邊爐

機(jī)邊爐分為兩種方式：定量爐和保溫爐+給湯機(jī)，一般兩者旁邊均配備專用集中熔化爐。定量爐的特征為大型全密閉定量系統(tǒng)，全密閉流槽采用封閉式設(shè)計(jì)，使鋁液在給湯過程中不再接觸空氣且給湯時(shí)間顯著降低，大型一體化壓鑄件需要配備4～8t定量爐，單泵/雙泵給湯量150/200kg，定量速度10kg/s，定量精度±1%。另外，定量爐又分為一體式密封氣壓定量保溫爐、分體式敞口氣壓定量保溫爐和分體式敞口真空定量保溫爐三種。相對而言，保溫爐+給湯機(jī)在工作效率、能耗、燒損及給湯時(shí)間方面存在劣勢，但設(shè)備投資較低。目前，兩種機(jī)邊爐類型均有應(yīng)用，如圖3所示。

2. 噴涂系統(tǒng)

大部分采用微噴涂或靜電噴涂技術(shù)，采用脈沖噴涂工藝，配備仿形噴頭和多噴涂裝置，如圖4所示。噴涂是循環(huán)時(shí)間的消耗大戶，傳統(tǒng)的噴涂方式嚴(yán)重影響大型零部件的生產(chǎn)效率。采用動定模各一組或單側(cè)雙噴涂的設(shè)計(jì)，盡量減少安裝和維護(hù)區(qū)域，避免更多的機(jī)械干涉。技術(shù)方案上可選擇微量噴涂或靜電噴涂技術(shù)，最大程度地節(jié)省循環(huán)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，但這也對模具熱平衡的控制提出了更高的要求。

3. 熱成像儀

如圖5所示，一體化壓鑄基本均配備模溫實(shí)時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)包括紅外熱成像相機(jī)、監(jiān)控系統(tǒng)、溫度采集分析軟件等，與模溫機(jī)、點(diǎn)冷機(jī)和噴涂機(jī)器人共同調(diào)整、控制模具溫度。

在壓鑄生產(chǎn)過程中，模溫實(shí)時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)與壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)對接，并且還可以與噴涂機(jī)器人、模溫機(jī)、點(diǎn)冷機(jī)等其他周邊設(shè)備通信使其完成閉環(huán)控制。監(jiān)測系統(tǒng)能準(zhǔn)確、快速地在模具開模完成和噴涂前后兩個(gè)階段，對模具表面溫度進(jìn)行采集、記錄、分析以及與設(shè)定數(shù)值對比，并完成相應(yīng)的評估，進(jìn)而對模溫精準(zhǔn)控制，達(dá)成穩(wěn)定模溫的目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程穩(wěn)定與產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定。

4. 切邊方案

一體化壓鑄一般采用等離子切割+切邊機(jī)，小批量階段采用等離子切割，量產(chǎn)階段采用切邊機(jī)。壓鑄生產(chǎn)中涉及的切邊方案有切邊機(jī)、等離子、激光、高速鋸和人工，如圖6所示。

液壓切邊機(jī)的速度相對快一點(diǎn)，但要留有一定的余量來控制變形，且投資大，更適合大批量生產(chǎn)；等離子切邊，切邊性能與激光類似，甚至稍好，設(shè)備總價(jià)較低，通用性強(qiáng)、柔性高，各種外形復(fù)雜的鑄件都能在同一臺設(shè)備上處理，但耗材較貴；激光切邊在歐洲的小批量生產(chǎn)中比較常見，優(yōu)點(diǎn)是除彎角處外切口比較整齊，通用性強(qiáng)、柔性高，但切割成本較高，且適合10mm以下切割厚度；高速鋸在薄壁件上容易因?yàn)槭芰υ斐僧a(chǎn)品變形；人工切邊，更適合中小型壓鑄廠的傳統(tǒng)小型壓鑄件。

5. 機(jī)加工方案

目前有大型五軸加工中心和雙五軸龍門加工中心，機(jī)加工方案如圖7所示。 大型一體化壓鑄件加工特征：大尺寸行程2000mm以上；加工點(diǎn)位較多，但單點(diǎn)的加工量較?。恢饕獮殂@孔、攻絲等，空間角度孔較多。具體要根據(jù)產(chǎn)品特征、訂單量、投入資金等因素進(jìn)行選擇。另外，為提高加工柔性、降低投資成本，采用機(jī)器人夾持刀具對一體化壓鑄件進(jìn)行加工成為另外一個(gè)關(guān)注方向，現(xiàn)已有機(jī)器人加工車門內(nèi)板的成熟案例，只是受機(jī)器人整體剛度影響，暫未應(yīng)用到一體化壓鑄產(chǎn)品中。

檢測工序

與其他壓鑄產(chǎn)品相比，一體化壓鑄產(chǎn)品的檢測并無特殊之處，主要包括外觀質(zhì)量、探傷、輪廓尺寸、力學(xué)性能、臺架試驗(yàn)以及道路測試六種。其中外觀質(zhì)量是指冷隔、流痕、拉傷及裂紋；探傷主要檢查氣孔、縮孔、夾雜等內(nèi)部缺陷；力學(xué)性能是指本體取樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)（抗拉、屈服、延伸率）；輪廓尺寸涉及到檢具、三坐標(biāo)等；臺架試驗(yàn)包含不同方向靜強(qiáng)度、實(shí)際工況下的耐久性能及碰撞試驗(yàn)；道路測試主要包括：動力性能測試（測試車輛的加速、爬坡、起步和最高速度等性能指標(biāo)）、制動性能測試（測試車輛的制動距離、制動力分配和制動穩(wěn)定性等指標(biāo)）、操控性能測試（測試車輛的操控性能，如曲線行駛、轉(zhuǎn)彎和并線等）和可靠性測試（測試車輛在不同路況下的行駛表現(xiàn)和零部件的可靠性）。

作業(yè)人員素質(zhì)

一體化壓鑄技術(shù)對研發(fā)、技術(shù)及現(xiàn)場等相關(guān)人員提出的高標(biāo)準(zhǔn)的綜合要求，涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料開發(fā)、工藝模具以及現(xiàn)場管理四大方面。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要結(jié)構(gòu)力學(xué)、整車結(jié)構(gòu)、機(jī)械制圖、Catia、Abqus等方面知識儲備，材料開發(fā)需要掌握凝固原理、合金配方、材料力學(xué)基礎(chǔ)知識等，工藝模具方面精通流體力學(xué)、工藝參數(shù)、澆排系統(tǒng)、模具設(shè)計(jì)、熱力學(xué)及表面處理工藝等，現(xiàn)場管理則具備熟悉設(shè)備操作、電氣/液壓、自動化編程、精益生產(chǎn)、質(zhì)量管理及人員培訓(xùn)等多方面技能。

壓鑄行業(yè)從業(yè)人員僅有30余萬，屬于小眾行業(yè)，但又是典型的多學(xué)科交叉領(lǐng)域，對從業(yè)人員的知識儲備、現(xiàn)場實(shí)操有著全面的要求，一體化壓鑄技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化將其要求又提升數(shù)個(gè)數(shù)量級。

結(jié)語

一體化壓鑄技術(shù)，從本質(zhì)上講是壓鑄技術(shù)配套真空系統(tǒng)，外加超大尺寸產(chǎn)品的特征，仍然屬于傳統(tǒng)技術(shù)的改進(jìn)與拓展，然而超大尺寸卻使整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)生了從量變到質(zhì)變的過程。

在此之前，壓鑄機(jī)最大噸位在4000t級別持續(xù)二十余年，而高度集成化的一體化壓鑄產(chǎn)品不斷觸及噸位天花板，目前已在研發(fā)20 000t壓鑄機(jī)，隨之而來的是設(shè)備加工與控制精度難度的提高；大尺寸產(chǎn)品在壓鑄過程中，充填距離超過2m，澆排系統(tǒng)顯得尤為重要；100kg以上的澆鑄質(zhì)量和幾十毫秒的充填時(shí)間，大幅度縮小了工藝窗口，對設(shè)備性能、模具水平、人員素質(zhì)均提出高標(biāo)準(zhǔn)的要求；壓鑄鋁合金需要滿足中等強(qiáng)度、高延伸率、免熱處理、良好鑄造性能和低成本的綜合要求。

因此，一體化壓鑄技術(shù)的推廣應(yīng)用，需要汽車、設(shè)備、壓鑄、模具、材料及科研等多板塊、全鏈條協(xié)同合作，助力于一體化壓鑄的軟著陸。