在2023年12月28日舉辦的小米汽車技術(shù)發(fā)布會上，小米創(chuàng)始人、董事長兼CEO雷軍公布了小米的超級大壓鑄技術(shù)，即9100t一體化壓鑄工藝，同時小米還自研高強(qiáng)高韌免熱處理環(huán)保壓鑄材料“泰坦合金”，號稱使用30%循環(huán)鋁，配方數(shù)量1016萬種，測試數(shù)量1550次。
在特斯拉掀起“一體化壓鑄”潮流后，大眾、沃爾沃、奔馳、蔚來、小鵬及哪吒等汽車制造商紛紛加入這場“生產(chǎn)技術(shù)革命”。對于壓鑄商和機(jī)床制造商來說，一個新的挑戰(zhàn)又開始了......
通過一體化壓鑄，汽車底盤等結(jié)構(gòu)部件不再是由許多單獨(dú)部件焊接、粘合或螺栓連接而成，而是一體成型。這就最大限度地減少了生產(chǎn)部件的數(shù)量，并省去了生產(chǎn)過程中的大部分連接工序。
這樣就可以在整個生產(chǎn)鏈中節(jié)約成本。此外，一體化壓鑄還可減輕汽車重量，這在電動汽車領(lǐng)域尤為重要：重量輕意味著能源效率更高，因此汽車?yán)m(xù)航里程更長。
Part 1
更“精”的機(jī)床
然而，在生產(chǎn)過程中，復(fù)雜的要求抵消了這一點。首先是巨大的鑄造模具及其溫度控制，然后是鑄造過程本身以及隨后的冷卻和相關(guān)的部件變形。
特斯拉首席執(zhí)行官馬斯克曾宣稱，下一代特斯拉Model Y車型的精度將以μm為單位。在使用大型壓鑄機(jī)完成零部件壓鑄后，使用高速輕型的龍門機(jī)床對壓鑄件的毛刺、毛邊等進(jìn)行精加工就變得必不可少。
為了匹配新能源汽車生產(chǎn)的高速節(jié)奏，這類機(jī)床多采用直線電機(jī)驅(qū)動和雙主軸加工。一方面，直線電機(jī)驅(qū)動可實現(xiàn)巨大的加速度和較高的移動速度，而且運(yùn)行時無損耗；另一方面，對于大型工件，兩個主軸可以同時加工一個工件，并且可以相互獨(dú)立地更換刀具。通過雙旋轉(zhuǎn)托架在加工時間內(nèi)并行裝載，可確保進(jìn)一步縮短加工周期。
Part 2
領(lǐng)先的中國品牌
近年來，許多國內(nèi)壓鑄制造商紛紛推出了與其壓鑄產(chǎn)品配套的機(jī)床產(chǎn)品，作為整體解決方案交付用戶。2023年10月20日，海天精工舉行雙五軸高速銑削中心線上發(fā)布會，首次亮相為大型一體化壓鑄件開發(fā)打造的BFH2030D雙五軸高速銑削中心，助推汽車生態(tài)鏈全新升級。
據(jù)海天精工副總經(jīng)理林洪然介紹，這款機(jī)器配備三通道獨(dú)立運(yùn)行的數(shù)控系統(tǒng)，不僅做到11軸同步運(yùn)行，甚至實現(xiàn)了加工區(qū)域以外其它輔助動作的同步，比如伺服驅(qū)動的刀庫，上下料伺服自動門等。
直線軸全部采用直線電機(jī)驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)軸全部采用力矩電機(jī)直驅(qū)，搭配高速電主軸及合理的拖鏈、管路布局，可實現(xiàn)高速運(yùn)動，確保長期運(yùn)行的穩(wěn)定性。除此之外，換刀也同樣迅速，削對削僅需5秒。斷刀檢測裝置的配備可實現(xiàn)真正的刀具斷裂的閉環(huán)監(jiān)控。
力勁集團(tuán)于2022年推出了其MCG5系列五軸動柱式龍門加工中心。三種規(guī)格X軸*Y軸*Z軸行程分別是（mm）：2500*2500*1200、3000*2500*1200、4000*2500*1200，輕量化動柱型結(jié)構(gòu)，配置高階五軸控制系統(tǒng)，圓盤式雙刀庫（24把*2），正交側(cè)掛型二軸頭，梁柱、底床一體化，滿足高速切削、高剛性、高承重的特性，整體動件輕、重心的懸伸少，深鉆孔達(dá)?20以上，實現(xiàn)鋁材多角度高效鉆銑削與鉆孔加工，適用于新能源各結(jié)構(gòu)件加工配套。可選配搭載旋轉(zhuǎn)分度盤與尾座，實現(xiàn)多工序一次裝夾完成。
（此款產(chǎn)品于2023年獲金屬加工行業(yè)-榮格技術(shù)創(chuàng)新獎，點擊圖片跳轉(zhuǎn)閱讀相關(guān)專訪內(nèi)容）
X/Y軸采用線性馬達(dá)，最大快速進(jìn)給可達(dá)70-100m/min；Z軸采用雙伺服、無油壓、高導(dǎo)程絲桿傳動，具有高效率、高精度、高速度，確?？焖瓦_(dá)50m/min。
另一方面，也有車企直接選擇機(jī)床企業(yè)合作，開發(fā)定制設(shè)備。例如，濟(jì)南二機(jī)床為吉利提供的三條汽車鋁合金壓鑄零件自動加工及裝配生產(chǎn)線已在吉利極氪、梅山工廠投產(chǎn)，產(chǎn)線的智能化水平、運(yùn)行效率、加工精度達(dá)到國際先進(jìn)水平。
壓鑄零件自動加工及裝配生產(chǎn)線由4臺壓鑄車身雙五軸龍門加工中心、9臺六軸機(jī)器人與視覺引導(dǎo)系統(tǒng)等組成，可完成鋁合金零件的全自動加工和23個工位的全自動壓鉚、拉鉚、鋼絲螺套等復(fù)雜生產(chǎn)工藝。雙五軸龍門加工中心的最大快移速度達(dá)到120m/min，進(jìn)給軸最大加速度可達(dá)13m/s2，整線生產(chǎn)節(jié)拍達(dá)到28JPH。配置有視覺檢測等先進(jìn)技術(shù)，可實現(xiàn)零件的在線質(zhì)檢與質(zhì)量追溯。
Part 3
結(jié)語
“相較于傳統(tǒng)的CNC加工來說，一體化壓鑄的部件實在太大了?！币晃恍袠I(yè)人士如此說道。
一方面，企業(yè)面臨著巨大的空間問題：僅一體化壓鑄所需的壓鑄機(jī)就有近千平方米。如果將大型龍門機(jī)床添加到生產(chǎn)組合中，許多車間很快就會達(dá)到極限。此外，大型零部件的裝夾、運(yùn)輸也給車間帶來了壓力。隨著一體化壓鑄技術(shù)在新能源車企的逐漸推動普及，高速輕型的龍門機(jī)床的市場需求還在持續(xù)增長，未來這一產(chǎn)品將朝著怎樣的趨勢發(fā)展
