• 亚商投顾-一体化压铸东风已至,行业即将迎来井喷(附股)!

    2023-12-27 17:00:00

    导读/核心观点

    ①多因素驱动,打开了一体化压铸技术的天花板;
    ②产业即将迎来井喷,明年就是产业1-10的放量阶段。

     

    事件驱动:

     

    1)问界M9采用一体化压铸铝制车身。据此前的产业信息披露,M9采用“玄武车身”,后地板、前机舱总成等零件均使用一体化压铸,是全球最大的一体压铸后车体,而且全车铝合金体积占比高达80%,轻量化系数低至2.02。M9在9000吨压铸机作用下,将222个零部件压铸成10个集成零件,显著提升了车身抗扭和刚度。

     

    2)2023年12月25日,哪吒汽车方面透露,到2025年公司将实现全部车型平台的一体化压铸布局。

     

    3)12月23日,力劲集团与奇瑞汽车在安徽芜湖联合举办“全球首个超万吨双压射成型工艺暨技术签约仪式”,揭密双压射工艺与设备的技术原理及先进性。

     

    双压射工艺正式进入万吨时代,不仅有望实现车身超大型一体压铸结构件减重20%,成本33-35元每公斤的目标,也是打开了未来一体化压铸技术的天花板

     

    行业透视

     

    新势力如蔚来、小鹏等新势力已经纷纷推出应用一体化压铸技术的新车型,而沃尔沃、大众、奔驰等老牌车企也在加速一体化压铸产业化进程,随着越来越多的车企加入,2024年将成为一体化压铸车型上市的高峰,产业即将迎来井喷,如果说2023年是一体化压铸的0-1启动阶段,那么明年就是产业1-10的放量阶段。(文末附产业链及相关上市公司梳理)

     

    一、一体化压铸助力整车制造成本下探、效率提升

     

    一体化压铸将传统汽车生产中冲压和焊装整合为压铸,工艺高度简化。传统汽车生产制造由冲压、焊装、涂装、总装四大工艺组成。其中,冲压就是将金属板材压制成车身所需的各个组成部件,而后再采用焊接或铆接组合的方式制造出大型铝制件。而一体化压铸则是采用特大吨位压铸机,把冲压与焊装改为压铸,前两步合成一步,将多个单独、分散的零部件高度集成,直接铸造出大部件。

     

     

    一体化压铸模式与传统“冲压+焊接”模式相比,其优势表现在以下几个方面:

     

    1.生产线、材料、人力三重降本

     

    1)生产线建设成本及占地面积降低。传统汽车制造工艺由于需要单独加工的零部件众多,每个零部件均需布置机器和模具,以及生产线周边的机器臂、传输线、夹具等,全套生产线规模大、占地多、成本高。相较而言,一体化压铸将多个单独、分散的零部件高度集成,仅需要 1 大型压铸机,少量辅机及模具,省去了热处理设备、塑型设备、钝化设备等,产线建设成本及占地面积大幅下降,采用大型压铸机后,工厂占地面积减少了 30%。

     

    2)材料利用率提升。传统车身在冲压过程中原材料不可避免地会产生边角料,且其用料复杂,不同零部件通常对应不同种类及材料型号,传统冲压-焊接工艺,通常板材利用率仅为 60%-70%。然而一体化压铸是将液体金属一比一等同于铸件用料,材料利用率更高。此外由于仅使用单一铝合金,车身回收后可直接融化重制,回收利用率在 90%以上。

     

    3)人力成本降低。传统车身制造涉及焊接工序,焊接点众多,需要大量的焊接技术工人,目前国内主流焊装工厂通常配备 200-300 个工人。采用一体压铸技术后,由于焊接点减少,所需的技术工人至少可缩减到 30-40 人。

     

    2.工艺流程简化,生产效率提升

     

    传统车身的制造工艺主要分为冲压-焊装-涂装-总装四大环节。主车厂采购由全国各供应商通过冲压、压铸制造的多个结构件,将之组装连接(包括焊接、铆接、涂胶等)在一起,形成汽车的白车身总成。而一体化压铸工序中冲焊与热处理工作量减少、省去大量涂胶工艺环节,生产效率得到大幅提升。特斯拉 Model Y后地板采用一体式压铸工艺,所有零件一次压铸成型,应用了新合金材料,一体压铸的后地板总成不再热处理,制造时间由传统工艺的1h-2h缩减至3min-5min。

     

     

    3.车身重量减轻,减少电池装机量

     

    根据车乾信息,电池降本是钢换铝式车身材料增加成本的 6.6 倍。特斯拉新一代一体压铸底盘有望降低 10%车重,对应续航里程增加 14%。以普通电动车电池容量 80kwh 为例,若采用一体压铸车身减重并保持续航里程不变,则电池容量可减少约 10kwh。按照磷酸铁锂电池 pack 成本 800 元/kwh 计算,则可降低成本8000 元。

     

    二、产业市场规模

     

    一体化压铸技术引领了压铸技术的新变革。在最近几年里,我国的新能源汽车行业发展迅猛,产量和销量都实现了快速的增长,这一增长极大地拉动一体化压铸市场的需求。据预估,到2025年,我国一体化压铸市场的规模将达到389亿元,其中,新能源汽车一体化压铸市场的规模将达到258亿元。

     

     

    三、产业链全景分析

     

    一体化压铸产业链上游由免热处理铝合金材料厂商、压铸机和压铸模具厂商组成,中游为第三方压铸厂和自建产线的整车厂,下游直接对接主机厂。随着行业需求迸发,较多压铸/冲压企业购入大型压铸机布局一体化压铸,产业链逐步扩大。

     

     

    1.上游:材料端竞争充分,模具端未上市企业为主,设备端力劲科技位居龙头

     

    1)材料:一体化压铸需要免热处理铝合金材料

     

    热处理易致大尺寸压铸件形变,免热处理材料成为重要技术壁垒。热处理是保障压铸零部件机械性能的有效途径,但也易引起汽车零部件尺寸变形及表面缺陷。一体化压铸的大型铝合金部件对精度要求较高,热处理过程易引起汽车零部件尺寸变形及表面缺陷,虽然通过矫正工艺可以改善一定的尺寸精度,但会降低良品率,导致成本急剧上升,因此免热处理铝合金材料是大型一体化压铸结构件的关键。

     

    立中集团为国内铝合金材料龙头,公司研发的高韧高强铝合金材料打破国外垄断。立中集团始创于 1984 年,是全球先进的再生铝合金、汽车轻量化产品和新材料制造商,也是国内合金新材料龙头企业。公司拥有立中合金、立中车轮、四通新材和立中新能源四大板块,目前已实现了功能合金新材料、再生铸造铝合金、铝合金车轮三大细分行业的引领。集团研发的免热处理合金材料,实现了汽车零部件在一体化、大尺寸、薄壁、结构复杂和热处理易变形的新能源汽车结构件上的“铝代钢”材料替代,打破了国外企业在该领域的产品垄断和技术封锁。

     

    2)模具:6000 吨模具已量产,12000 吨正在研发中

     

    一体化压铸对模具的强度及韧性要求更高。与其他铸造工艺相比,压铸工艺特性主要体现在“高速充型与高压凝固”上,在温度、真空、成型方案、工艺参数、后处理等方面都比传统铸造工艺存在更高要求。相比普通压铸的模具,一体化压铸模具更复杂,对强度和韧性要求更高。一般压铸厂商不具备大型压铸模具的设计能力,通过外部采购来满足需求,目前我国的大型压铸模具厂商主要有广州型腔、宁波臻至、宁波赛维达、合力科技等。

     

    文灿股份、广东鸿图等大型压铸厂商已向上游延伸布局模具。除第三方独立的模具制造企业外,国内大型压铸厂商文灿股份也在进产业链延伸,布局上游模具端。此外,广东鸿图下属公司进行模具自制。此类大型压铸厂商向产业链上游延伸布局,将极大提升其行业竞争力。

     

    3)压铸机:力劲科技为行业龙头,12000 吨以上压铸机有望助力整车级别一体化压铸件

     

    大型压铸机是汽车实现一体化压铸的基础。更大吨位的压铸机意味着压铸件的尺寸和结构可以进一步突破,目前特斯拉、力劲科技、广东鸿图、海天金属等企业均在研发 12000 吨以上的压铸机。2022 年 9 月,力劲科技与广东鸿图发布 12000 吨超大型智能压铸单元,这是迄今为止全球最大吨位的压铸机,有望助力整车级别一体化压铸件。

     

     

    2.中游:文灿、鸿图等布局企业数量多,压铸制造行业集中度较低

     

    目前国内压铸行业集中度较低,参与企业众多。根据文灿股份招股说明书,截至 2016 年国内注册压铸相关企业超 12600 家,企业主要分布在广东、江苏、浙江、重庆、山东等地,生产规模较大、专业化程度较高的企业主要集中在珠三角和长三角地区。国内自主品牌的汽车压铸供应商可分为两大类,一类是下游主机厂配套压铸事业部或压铸子公司,为主机厂提供压铸件产品配套,如长城汽车的压铸事业部、比亚迪的弗迪精工、一汽集团旗下的一汽铸造等。另一类是第三方汽车压铸件供应商,其中仅少数企业具备生产中大型压铸产品能力。

     

     

    3.特斯拉引领轻量化发展,大众、新势力等纷纷跟进

     

    特斯拉率先推出一体化压铸后车身,Model Y 的后车身实现减重提效。2020年 4 月 30 日,特斯拉在一季度财报文件中首次披露了 Model Y 的一体压铸后车身。和 Model 3 相比,这块区域实现了将 70 个零件精简为 1 个零件的进步。将Model 3 后车身 70 个零件合而为一之后,Model Y 的后车身制造时间大大缩短,是 Model 3 的几分之一。此外,尽管 Model Y 相比 Model 3 尺寸全面增大,但Model Y 的一体压铸后车身仅重 66 公斤,反而比尺寸更小的 Model 3 同样部位轻了 10-20 公斤。

     

     

    国内新势力车企积极布局“一体化压铸”,蔚来、小鹏、理想等奋起直追。

     

    1)蔚来:国内新势力中,蔚来 ET5 率先应用一体铸造技术,轻量化、安全性领先。2021 年 10 月,蔚来汽车宣布成功验证开发了可用于制造大型压铸件的免热处理材料,将大量应用在蔚来第二代平台车型上。

     

    2)小鹏:SEPA 2.0“扶摇”全域智能进化架构将采用前后一体式铝压铸车身。在小鹏汽车 2023 技术架构发布会上,小鹏正式发布 SEPA 2.0“扶摇”全域智能进化架构。凭借该工艺,其整车扭转刚度大幅提升至 2KN·m/deg,比传统车身提升 50%,更大程度提升车身安全性。

     

    3)理想:理想 one 动力总成和底盘采用了轻量化设计。

     

    除造车新势力外,长安、东风、长城等传统车企也开始布局汽车一体化压铸领域。

     

    四、一体化压铸趋势渐明朗,投资机会显现

          

    压铸是汽车铝合金零部件的主要加工形式。从技术本质来看,一体化压铸是在零部件尺寸和应用部位上实现重大突破的铝合金高压铸造技术,具备原材料利用率高、人力成本节约、生产效率高等优势。在这股技术潮流下,一体化压铸产业链日趋完善,不少企业在这一产业链进行相关布局,一体化压铸的发展趋势逐渐明朗,产业链有望持续受益。相关企业梳理如下:

     

     

    风险提示:汽车销量不及预期、轻量化渗透不及预期等

     

    参考资料:20230616--德邦证券-汽车轻量化势不可挡,一体化压铸东风已至

                    20230616--民生证券-轻量化需求高增,一体化压铸蓄势待发

     

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