特斯拉作为汽车工业革新者，2016 年研发出适用于一体压铸的铝合金配方，2019 年正式提出 "一体铸造" 概念，2020 年通过 Model Y 后底板总成量产将技术落地。其创新使后底板零件数从 70 个缩减至 1 个、成本降低 40%，引发全球车企技术跟进浪潮。然而，曾被视为行业变革核心的高压铸造及高压一体式铝合金技术近年发展趋缓，这种技术演进轨迹的转折，既反映新能源汽车时代制造工艺的深层变革需求，也为产业技术路线选择提供了重要参考样本。

高压铸造光环渐淡

高压铸造优缺点并存，短板愈发凸显

高压铸造是将熔融合金液在 15-100MPa 的压力下，以 10-50 米 / 秒甚至更高的速度注入模具型腔，并在压力下凝固形成铸件。在过去，其凭借出色的生产效率和产品特性，在汽车零部件制造领域占据重要地位。高压铸造充型速度极快，充型时间通常在 0.01-0.2 秒内，每小时可生产数百件压铸件，适合大规模生产。并且高压下成型的产品致密性高，表面光洁度好，减少了后续加工的成本和时间 。

然而，随着汽车行业的发展，高压铸造的弊端逐渐暴露。充型速度过快导致金属液内部卷入大量气体，产品气孔率高，废品率有时可达 10%-20%。这意味着每生产 100 件产品，就有 10-20 件不合格。而且在热处理时，内部气体会膨胀，致使产品出现鼓包或裂开等缺陷，限制了其在一些对性能要求苛刻的零部件制造中的应用，如汽车发动机缸体就因难以满足高温、高压环境下的工作要求，更多采用低压铸造或其他工艺。此外，高压铸造加工余量小，加工量过大会破坏表面致密层，降低产品强度。

市场竞争加剧，高压铸造优势不再

新兴铸造工艺的崛起，进一步压缩了高压铸造的市场空间。真空压铸、低压铸造等工艺在一定程度上弥补了高压铸造的不足。以真空压铸为例，其能显著减少气体夹杂，将压铸件的气孔率降低至传统高压铸造的 1/3-1/2，提高压铸件的致密度和力学性能，降低废品率，还可进行热处理，进一步提升力学性能。在这种情况下，高压铸造的竞争力不断下降，市场热度随之降低。

高压一体式铝合金铸造升 “压” 受阻

成本效益失衡

高压铸造需投入超大型压铸机（锁模力超6000T）和专用模具，其单台成本高达 1.2-1.8 亿元，年产 10 万辆车型需配备 3-4 台设备，仅硬件投资即超 3.6 亿元，远超中小企业承受能力。模具寿命约 5 万次的特性，使年产 10 万辆规模需每年更换 2 套模具，额外增加 600-800 万元成本。更关键的是，压力每提升 10MPa 将导致能耗增加 10%-15%，而模具寿命缩短进一步推高维护成本。当生产效率提升与废品率下降无法覆盖上述增量成本时，更高压力的铝合金铸造工艺将丧失经济可行性。

技术瓶颈难以突破

高压一体式铝合金铸造要向更高压力发展，面临着诸多技术难题。压力的提升对压铸机的结构强度、控制系统以及模具的材料性能、制造精度和寿命都提出了极高要求。模具在更高压力下，更容易出现变形、磨损等问题，导致模具寿命缩短。使用 H13 钢材制造的压铸模具在常规压力下寿命可达 8-10 万模次，但在更高压力下，寿命可能降至 3-5 万模次，更换频率的增加无疑会提高生产成本。

在产品质量控制方面，压力过高会使铝合金液的充型速度过快，增加气体卷入和紊流的风险，导致铸件内部缺陷增多，如气孔、缩松等。研究数据显示，当压铸压力超过 100MPa 时，铸件内部气孔率会增加 30%-50%，废品率也会相应上升。更高压力下，铝合金液对模具表面的冲刷加剧，容易造成模具表面损伤，进一步影响铸件的表面质量。

铝合金在 700MPa 以上高压环境下易出现液态金属流动性失控，导致铸件内部产生≥0.5mm 气孔缺陷。某车企测试显示，当压力超过 800MPa 时，铸件疲劳强度下降 40%，难以满足底盘件 20 年 / 30 万公里的耐久标准。同时，热处理工艺与高压成型存在技术冲突，材料强度提升空间被压缩在 15-20% 范围内。这些技术限制与成本压力的叠加效应，共同构成了高压一体式铝合金铸造技术演进的现实阻碍。市场需求相对饱和当前汽车市场对铝合金压铸件的性能和质量要求，并非单纯通过提高铸造压力就能满足。汽车制造商更注重整体解决方案，包括材料的选择、制造工艺的优化、产品的设计创新等。在现有压力水平下，通过改进材料配方、优化工艺流程以及采用先进的质量控制手段，已经能够满足市场对大多数汽车零部件的性能要求。通过优化现有工艺，铝合金压铸件的强度、韧性等性能指标可提升 10%-20%，足以满足当前汽车行业的主流需求。因此，市场对更高压力铝合金铸造技术的需求并不迫切。

各大汽车品牌的探索与实践

行业先锋的率先应用

特斯拉作为汽车行业的创新者，在 2016 年开发出用于一体式压铸技术的铝合金配方，2019 年提出 “一体铸造” 技术，并于 2020 年在特斯拉电池日发布会上宣布，Model Y 将采用一体压铸生产车身后底板总成。目前，特斯拉的一体化压铸后底板与前机舱已实现量产，一体化下车体也即将量产，其成功应用引领了行业潮流。

小米汽车投入大量时间、资金和精力对汽车领域进行深入研究，自研超级大压铸设备集群，集群中的压铸机锁模力达 9100 吨，重量在 718 吨，等同 4 台波音747飞机的重量。围绕压铸机的集群设备超过 60 多个，高效集成了喷涂、控温、合模等多项工艺环节。在小米泰坦合金和强大的大压铸技术的支撑下，落地了一体化后地板，实现了零件 72 合一的突破性生产。相比传统制造工艺，焊点直接减少了 840 个，重量减轻了 17%，车内感知路面的噪音降低了 2 分贝，生产时间更是缩短了 45%，而且使用寿命还在 200 万公里以上，是传统后地板寿命的 10 倍以上 。

国内车企的积极跟进

广汽集团面向一体化压铸发展趋势，启动数字化新工厂建设。旗下广汽荻原数字化新工厂二期聚焦模块化一体式压铸技术突破，将建成 10 万台套前机舱、后地板压铸件生产线，为广汽旗下自主品牌昊铂、传祺、埃安的车型提供轻量化解决方案。赛力斯汽车联合文灿集团举办 IDRA 万吨超级压铸机投产暨机器人一体化铸件加工技术应用启动仪式，宣布 IDRA 万吨超级智能压铸单元在重庆正式投产应用，这是目前全球首台、全球最大的两板式压铸单元。此外，小鹏 G6、问界 M9 等车型也都使用了一体压铸零部件，奇瑞汽车采用双压射方案，运用 16000T 的双压射压铸机进行车身 “整体式” 一体压铸，相比于此前车身 “三段式” 一体化压铸，可以实现设备投资降低 30%，产地占地面积下降 60%。

未来发展方向展望，高压铸造技术未来发展的多维度突破路径

压力段的理性调整

主流车企将高压铸造压力参数由早期所追求的 1000MPa 回调至 550 - 750MPa 区间。在此压力段，铸件孔隙率可被控制在 0.3%以下，同时设备能耗降低 40%。该调整与柔性生产需求相契合，例如沃尔沃采用模块化分总成设计，将车身划分为 6 个铸造单元，并通过自冲铆接技术加以组合，致使维修成本降低 65%。

梯度压力与混合工艺的突破

宝马在 B 柱制造中运用 300 - 600MPa 梯度压力铸造技术，达成局部抗拉强度 380MPa 的特殊结构，相较传统工艺强度提升 25%。通用汽车结合 3D 打印砂型技术制造复杂流道，令高压铸件在减重 15%的同时提升刚度，此技术已用于电池包壳体制造。

材料体系多维升级

轻量化材料的迭代，镁合金（密度 1.78g/cm³）压铸件于座椅骨架等次级承力结构中的应用，较铝合金再度减重 25%。丰田量产镁合金方向盘骨架，成本较碳纤维方案降低 60%，同时实现抗冲击强度提升 30%。

纳米增强铝合金（Al - SiC）在电池包壳体验证中，屈服强度达 320MPa，突破传统材料的性能边界。

尽管高压铸造和高压一体式铝合金铸造在发展过程中遭遇瓶颈，但这并不意味着它们将被淘汰。通过技术创新、材料研发以及对绿色制造的追求，这些技术有望在汽车制造行业找到新的发展机遇，为行业的持续进步贡献力量。