汽车是机床重要的下游企业,与机床行业联系紧密。传统汽车除车身外,其动力总成的大量零部件都需要机床的精密加工制造。然而,新能源车较传统燃油车在结构上发生的重大变化,不在需要传统的内燃机,相应的也不在需要发动机缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴和连杆等零部件。这意味着过去为适用此类零部件构造而衍生出的铣削、钻孔、镗削、螺纹加工、磨削、珩磨等多种复杂的金属切削加工工艺将减少使用,而为了适应此类加工配套的各类机床、自动化生产线、刀具等也将逐渐削弱原有的作用。新能源汽车主要由动力系统(电池、电机、电控)、制动系统、汽车电子、底盘、车身等组成。
新能源车迎来爆发增长期,以动力总成(电机、电控、电池)为代表的零部件均需定制化开发机床进行加工,进而催生机床的新需求。根据相关测算,2021-2025年新能源车领域新增机床需求为265亿元,年均53亿元。同时一体化压铸成型工艺的快速应用需要大量机床做配套加工。据测算,这两个领域未来5年对机床的新增需求超过700亿元,市场空间广阔。
汽车产业一直以来都是国民经济的支柱产业。据统计今年1-6月,新能源汽车产销分别完成266.1万辆和260.0万辆,同比均增长120%,市场渗透率为21.6%。分车型看,纯电动汽车产销分别完成210.8万辆和206.2万辆,同比分别增长1.1倍和1.0倍;插电式混合动力汽车产销分别完成55.1万辆和53.6万辆,同比分别增长1.9倍和1.7倍;燃料电池汽车产销分别完成0.2万辆和0.1万辆,同比均增长1.9倍。中国品牌乘用车中新能源汽车占比已达到39.8%。
在节能减排和电气化的发展大势之下,轻量化成为了汽车行业的普遍需求。汽车轻量化带来了五轴联动机床的刚性需求,一体化压铸成型后,需要配备相应机床加工。汽车当中的每一个零部件,在结构、材料和工艺方面朝着轻量化的目标持续优化蜕变,特别是新能源汽车在电池、电机、车身、底盘等全部的零部件,轻量化的需求更为迫切。
新能源汽车当中,电池和电机是最为关键的零部件。电芯的能量密度是电池轻量化的决定性因素,电池壳体也同时肩负重任,更多采用铝合金材质。电池壳体加工量较少,形状也比较简单,通常三轴机床即可完成。
对于没有球面、曲面和空间角度之类的高精零件,如电机壳体、混动专用变速器壳体、自动变速器阀体、减速机壳体、柴油机缸体和缸盖等零件的加工,都适合采用四轴通用加工中心来完成。
对于汽车行业大尺寸、结构略复杂的框架类的底盘件、副车架、动力电池外壳、电池底座、纵梁和减振支架等零部件的工件加工,则需要更大加工空间的五轴卧式加工中心、底盘一体化铸造成型后,更需要配套相应大型龙门机床进行压铸件的毛刺与毛边等的切削。
一体化压铸成型工艺可大大减少零部件使用数量,一次压铸即可获得完整的零部件,从而取代传统复杂的冲压+焊接工序,大幅缩短制造时间。以1.5吨乘用车为例,使用一体化压铸技术和铝合金材料可减轻重约30%,燃油车可减少5%油耗,新能源车可减少约10%的用电量;部件也具有更好的强度、硬度和一致性。以某厂商后底板制造为例,其使用6000T压铸机一体成型,零件数从70多个减少为1-2个,焊点大约由700-800个减少到50个,同时制造时间由原来的1-2小时缩减至3-5分钟,效率大幅提升。
若考虑一体化铸造后配套机床用于整车加工的工艺,根据测算,中国年产800万辆新能源车对应机床(以龙门为主)总需求在440亿元左右,年均为88亿元。从今年开始,随着其他新能源车厂商逐步跟进推动一体压铸工艺,相关机床需求将迎来爆发。
总的来看,随着新能源汽车形势高涨,机床及精密零部件生产行业都将迎来新的机遇,FuMaTech&IRACE2022将重点吸引新能源汽车相关产业链上下游企业参观,将为来自世界各地的知名品牌和创新企业提供国际化展示和交流平台,面向大湾区制造业,共同探讨未来制造技术。
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