压铸行业发展情况

压铸行业发展情况 一、 压铸行业发展情况 （一）压铸行业简介 压铸，全称压力铸造，是将液态或半液态金属，在高压作用下，高速填充压铸模的型腔，并在压力下快速凝固而获得铸件的一种方法，是铸造金属件技术中的一种，具有生产效率高、产品质量好、尺寸精度高、切削少、绿色环保、压铸产品力学性能可靠等优点。压铸作为一种通用的基础工业工艺，早在19世纪初便已随着印刷行业的需求出现并逐渐发展。20世纪30年代开始，铝、锌以及铜、镁等合金逐步被用做压铸材料。自20世纪中叶以来，压铸件被大规模的使用在汽车、医疗设备、通讯、家电、计算机等各行业中，同时，随着各行业产品性能需求的提高，压铸工艺在低压铸造的基础上逐步向高压压铸、真空压铸等复杂的压铸工艺方向发展。 （二）压铸行业特征 1、压铸行业下游应用领域的发展使得精密加工制造特征愈发明显 随着下游汽车、航天航空、工业电气等终端产品、设备的演进，对于零部件产品的精密加工要求越来越高，压铸产品需要与其他零部件装配后形成完整部件，作为中间产品，其精密加工特征体现在产品性能和产品外观两方面。压铸产品的内在性能主要为产品构造、质量等是否可以满足使用需求，而性能要求一般与具体应用终端产品相关：工业机床铸件一般需要具备高强度、高刚度、低应力；汽车行业铸件一般要求高强度、高塑性、高疲劳强度；航空航天领域使用的压铸件则要求高强度、韧性好，以及断裂韧性好，抗疲劳裂纹扩展能力强等。压铸产品的外观精密程度体现为产品的尺寸公差和表面缺陷状况：尺寸公差越小则和其他零部件的安装、使用匹配性能越高；表面缺陷则主要系因压铸过程中合金液体流动性不良、浇注系统不合理等原因形成的欠铸情形，表面缺陷不仅影响产品外观，还在一定程度上影响产品的使用效果。 2、压铸行业工装开发系压铸产品制造的关键 压铸产品制造流程的重要环节包括压铸成型和后道精加工，因此，模具和夹具等工装的研发设计和制造就成为了压铸企业技术水平的重要表现。模具浇注系统流道设计是影响压铸产品尺寸变化和表面缺陷的关键；模具的表面硬化处理能够增强模具的硬度、耐磨和耐热性能，延长模具的寿命，同时模具的温度条件亦决定了铸件的凝固程度和相应的微观组织结构，和产品性能息息相关。后道精加工主要采用刀具、夹具和数控设备对压铸毛坯进行机械加工，进一步提升产品的公差和外观精度。夹具、特制刀具作为精加工环节不可或缺的重要组成部分，其适配性是提升产品尺寸公差和外观精度的重要保障，刀具、夹具设计的合理性能够达到快速更换、自定位、多工位同步加工等效果，在提升产品精度的同时进一步提高了生产效率。 3、压铸行业定制化的产品属性对企业设计研发制造实力提出了高要求 能够应用于不同领域的压铸产品一般均为客户定制的非标准产品，客户结合产品的具体应用环境提出产品设计方案，而在现有的生产设备、加工工艺基础上向客户提供符合要求的定制化产品，则需要铸造企业拥有较强的研发能力和良好的制造经验。企业研发团队首先需要对客户需求进行精准理解、分析，还需要拥有将匹配的压铸、精加工工艺选择，适配的工装以及生产设备等生产资源转换为实现批量生产合格产品的能力。 4、压铸行业定制化产品的研发周期长 压铸产品具有定制化属性，产品研发需要综合考虑产品规格、结构、用途和生产加工的工艺路径等因素，此外，汽车、航空航天、工业电气等应用领域环境亦对产品提出严苛的质量要求，因此产品的研发、试制到批量生产的周期较长。 5、压铸行业属于资本和技术密集型行业 压铸行业属于资本和技术密集型行业。压铸产品定制化需求高，因此，企业需要配置与相关要求相匹配的制造、研发、检测设备，且需要根据终端产品外观尺寸、精度要求变化而进行设备改造或更新。压铸企业需要投入大量资金购买国内外先进的压铸设备、精加工设备、研发设备以及检测设备以提高企业硬件实力。另一方面，企业还需要配备拥有丰富专业知识储备和行业经验的研发人员，在材料运用、模具开发、产品设计、工艺创新方面彰显企业的软件实力。 （三）压铸产品的应用及发展情况 压铸件的应用范围很广，在汽车、机械、电子电器、通信设备中都有大量采用，其中汽车工业压铸件的用量最大。目前，压铸工艺使用的金属原料主要有铝合金、镁合金、锌合金、铜合金等，其中铝合金由于被广泛应用于汽车行业，在压铸件合金使用中占比最高。未来随着压铸行业技术水平的进一步发展，压铸件在新能源、航空、航天、机器人等行业的应用范围亦会进一步拓展。因为铝合金生产成本较低、工艺成熟、应用范围广，所以铝合金是当前压铸件中的最主要金属，根据华福证券研究报告显示，目前压铸件材质中有超过80%为铝合金。根据GrandViewResearch研究结果，2021年全球铝压铸件市场规模为694亿美元，2030年市场规模将能达到1，123亿美元。此外，全球铝合金压铸件的市场需求量也将从2021年的8，932．3千吨，增长到2028年的11，376．9千吨，年均复合增长率3．53%，铝合金压铸件的市场规模仍将稳步扩大。 我国目前是世界最大的铸件生产国及消费国，根据美国铸造协会ModernCasting杂志数据，我国2020年铸件产量在全世界的占比达到49．24%。近年来，我国产量保持了稳步增长态势，2010年-2020年间平均增长率达到3．12%。从应用领域来看，汽车工业系压铸产品用量最大、品种最多的产业，根据MordorIntelligence研究报告，2021年车用压铸件市场达到610．5亿美元；预计2027年全球市场规模将近一步上升至875．4亿美元。根据国盛证券测算，2020年我国汽车铝压铸件市场规模达到890亿元，2025年将能达到1，285亿元。因此，汽车行业的发展很大程度上直接影响了压铸行业的发展。从20世纪70年代开始，世界各国开始提倡节能减排、绿色环保，在这个大背景下，减少汽车能耗，提高能效比便成了汽车工业发展的一个重要方向。汽车的轻量化便是实现汽车节能减排目标的重要途径之一，而汽车零部件设计与制造的改进，便成为被首先考虑的重要手段。零部件的设计与制造主要考虑两个方面，即使用轻质材料与应用先进制造工艺，使生产出的零部件既满足轻量化的需求又满足实际应用的需求。压铸工艺在这两个方面都存在极大优势，从而注定了压铸工业将与汽车节能减排、绿色环保发展趋势相融合。 二、 发展现状：国内企业积极布局一体化压铸项目，行业渗透率逐步提升 在碳达峰、碳中和发展战略下，我国将新能源汽车列入国家重点发展战略，推动新能源汽车飞速发展，据中国汽车工业协会统计，2022年我国新能源汽车的产量为705．8万辆，同比增长96．9%；销量为688．7万辆，同比增长93．4%。一体化压铸具备减自重、提高生产效率、延长续航的优势，而当前B级及以上的里程焦虑较为突出，因此新能源汽车B级及以上的车量减重需求较大。自特斯拉将一体化压铸技术作为标准工艺进行布局以后，蔚来、小鹏、小康塞力斯等企业紧随其后进行规划和布局，新能源汽车逐渐成为主要的需求市场，在当前新能源车销量高增以及大型压铸件使用不断扩张背景下，一体化压铸将迈入高速发展阶段。 目前，一体化压铸技术仅在新能源乘用车的后底板使用，据乘联会统计，2021年，我国新能源汽车乘用车一体化压铸后底板的渗透率为6%，同时，前底板已有部分供应商获得定点，电池盒则由于体积较大，压铸技术当前还在研发阶段。由于后底板受到碰撞的风险较小，且已有多个主机厂、零部件厂商成功试制及量产，因此其渗透率将率先提升；电池盒的高压压铸技术一旦突破，将得到高速发展；而前底板具有一定的碰撞风险，对于安全性能的要求较高，导致其渗透率相对较缓慢。预计2025年，我国新能源乘用车一体化压铸技术在前底板、后底板、电池盒的渗透率分别为15%、31%和35%。 佰腾网数据显示，2008-2022年，我国一体化压铸专利申请总体呈现上升趋势，其中，2021年为近二十年来的峰值，其专利申请达到40个；2022年，我国一体化压铸专利申请为32个。主要系新能源汽车的发展以及特斯拉在ModelY实现了一体化压铸技术量产后，国内新能源汽车企业和压铸厂正不断加大对一体化压铸的研发投入，推动了我国一体化压铸技术的发展。 随着一体化压铸市场规模不断扩大，2022年，我国部分企业已经购入多台大吨位压铸机进行调试运行，如拓普集团购入6台7200T的压铸机完成了一体化超大压铸后舱试制；旭升股份购入2台大型压铸机，进行一体化压铸项目研发和布局；文灿股份购入6000T、9000T、7000T压铸机各2台，并预计在2023年逐步实现一体化压铸产品量产的目标；还有爱柯迪、广东鸿图、泉峰汽车等企业也在积极布局一体化压铸项目。 三、 全球压铸行业发展概况 压铸是高效率的金属成形技术之一，至今约有170余年的历史，压铸技术经历了不断的改革、演进与创新，显现出突飞猛进的势头。近年来，随着全球经济的发展，汽车、通信基础设备、机电、家用电器、医疗设备等众多领域对精密压铸件的需求稳步增长。 从全球范围而言，压铸行业是充分竞争的行业。发达国家的压铸企业经营历史长，专业化程度较高，单个企业的规模较大，市场集中度较高。国际上具有代表性的压铸件生产企业主要有墨西哥的尼玛克（Nemak）、日本的利优比集团（RyobiLtd）和阿雷斯提集团（AhrestyCorporation）、瑞士的乔治费歇尔（GeorgFischer）、德国的皮尔博格（Pierburg）等。上述压铸生产企业在技术水平、装备和客户资源上具备领先优势，一般以生产汽车、通信和航空等领域高质量和高附加值的压铸件为主，在技术与生产规模上领先于国内大多数压铸件生产企业。 四、 压铸机行业发展趋势 目前中国正处于制造业大国向制造业强国转变的历史关键时期。中国的科技水平由跟跑向并跑转变，甚至部分领域实现了领跑，无捷径可走，要保持领域领先，必须不断加强基础研发投入。唯有创新的基础理论、创新的基础材料、创新的基础关键技术，才能够支撑起创新型社会发展，不断地为科学探索、国家战略安全、国民经济发展提供可靠的原始创新动力。 我国冷室压铸机的进口数量及金额近年来呈下滑趋势，据海关总署数据，2021年1-11月中国冷室压铸机进口数量为127台，进口金额为0．35亿美元。 压铸机行业竞争格局较为稳定，市场份额排名靠前且具备一定规模的企业有力劲科技、伊之密、海天金属，瑞士布勒。新能源汽车产业的蓬勃发展，为中国压铸产业的发展带来了新的机遇。目前压铸已成为汽车用铝合金成形过程中应用较广泛的工艺之一，在各种汽车成型工艺方法中占50%以上。 铝合金压铸类产品主要用于电子、汽车、电机、家电和一些通讯行业等，一些高性能、高精度、高韧性的优质铝合金产品也被用于大型飞机、船舶等要求比较高的行业中。主要的用途还是在一些器械的零件上。铝合金压铸机的研制一直在进行，设备技术也在不断地成熟，其高压快速凝固的特点使得压铸铝合金力学性能的提高往往伴随着铸造工艺性能的降低。与其他的压铸机相比，铝合金压铸机有其自身的优势性能，正在逐渐被广泛应用。未来铝合金压铸件将向着薄壁、形状复杂、高性能、高品质等方向发展。因此，传统生产技术的改进和创新将成为铝合金压铸的重要任务。 经过几十年的发展，我国已经成为世界上压铸件的生产和消费大国之一。压铸行业属于资金密集型产业，我国压铸企业有3000多家，绝大多数为民营企业，企业普遍规模较小，资金实力较弱，资金来源主要为企业留存收益的滚动投入和银行间接融资。融资渠道单一，导致生产及研发的投入不足，不能够较好地促进企业规模的持续扩张、提高国际竞争力，与下游客户同步研发、产能配套以及供货能力都产生了较大的制约。压铸机是用于压力铸造的机器，压铸机在压力作用下把熔融金属液压射到模具中冷却成型，开模后可以得到固体金属铸件。2020年出口冷室压铸机为316台，同比下滑22．36%，出口金额为3416万美元，较2019年减少1421万美元。截止至2021年11月，我国冷室压铸机实现出口448台，出口额5719万美元。 受益于汽车行业景气度高企，汽车零部件上市公司前三季度业绩亮眼。机构认为，结合