机械设备行业：一体化压铸布局如火如荼，设备厂商大有可为

行业报告|行业专题研究 证券研究报告 2023年03月08日 机械设备 一体化压铸布局如火如荼，设备厂商大有可为 分析师李鲁靖SAC执业证书编号：S1110519050003 作者： 分析师朱晔SAC执业证书编号：S1110522080001 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 行业评级：强于大市（维持评级）上次评级：强于大市 摘要 为什么是一体化压铸？ 轻量化驱动新能源车零部件压铸工艺，而一体化将传统造车工艺中冲压、焊接工艺合二为一，使得新能源车进一步实现轻量化；此外，一体化压铸工艺还可以大幅增加生产效率且降本效果显著。 一体化压铸工艺应用进度如何？ 特斯拉首创一体化压铸工艺，引起行业变革：其总体布局路线为由ModelY后底板首次应用，逐步向更多下车体的部件（前机舱和中底板）渗透并向其他车型（Cybertruck）渗透。 造车新势力、传统车企以及零部件压铸厂商积极跟进，进一步推动了压铸件大型一体化成型的进程。 一体化压铸设备市场如何？ 一体化压铸工艺对设备提出更高要求：一般而言，压铸工件越大，所使用的压铸机锁模力就更大。 可满足一体化压铸设备技术要求的厂商：1）力劲：压铸机龙头，拥有LK和IDRA两大压铸品牌。特斯拉推出一体化压铸工艺之后的首家设备供应商，奠定了其在超大型压铸机领域的领先地位；2）伊之密：起家注塑机，适时布局压铸机，成功研发超大型压铸机并且形成签单，一体化压铸设备有望助力其压铸板块业绩增长；3）海天金属：海天集团子公司，研发并交付8800T超大型压铸机，设备在美利信得到验证。此外，海天塑机等计划出资海天金属，助力其一体化压铸设备产能扩张和研发；4）瑞士布勒：欧洲老牌压铸机厂商，大型压铸机客户有沃尔沃、福然德、德国Handtmann和宜安科技等。 根据我们测算，到2025年，一体化压铸工艺渗透率有望达到20%，全球一体化压铸设备市场空间有望达到54亿元。 风险提示：一体化压铸工艺渗透率不及预期、压铸设备研发不及预期、压铸机产能不足、市场空间测算存在主观性 2 目录 1.为什么是一体化压铸？ 2.一体化压铸的应用进度如何？ 3.一体化压铸为设备厂商带来新需求 4.风险提示 3 1 为什么是一体化压铸? 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明4 资料来源：旭升股份招股书、中华网汽车、《新能源汽车车身一体化压铸技术发展分析》-赵辉、天风证券研究所 5 新能源车轻量化使得铝合金备受青睐，而最适合铝零部件的加工工艺是压铸 提高新能源汽车续航里程主要途径为：1、电池技术发展，2、减轻整车重量。目前电池技术尚未实现突破性进展，减轻车身重量增加续航里程是新能源汽车发展重要的手段，而使用铝制零部件则是实现新能源车轻量化的主要方向：铝合金相比钢材具有明显的减重效应（根据旭升股份招股说明书，汽车每使用1kg铝，可降低自重2.25kg，特斯拉ModelS系列车型中95%采用铝合金材料）。最适合汽车零件生产且应用最广的是压铸工艺，而铝合金是少数几种可采用所种工艺生产零件的金属，因此新能源车推动了铝压铸件的发展。 一体化将传统造车工艺中的冲压、焊接环节合二为一 传统造车工艺包括冲压、焊接、涂装和总装四大流程：1）冲压：根据钣件设计要求使用模具冲压成型；2）焊接：将冲压形成的各钣件焊接成白车身；3）涂装：对白车身进行前处理、底涂和面涂；4）总装：将发动机等全部内外饰装配到车身。汽车白车身制造工艺经历了人工焊接到流水线机器人焊接再到一体化压铸。一体化压铸将白车身中多个单独、分散零件的复杂结构经过重新高度集成设计，再使用一体化压铸工艺制造出一个零件。 图：汽车白车制造工艺变革趋势图：传统制造工艺和一体化压铸工艺对比 资料来源：TeslaBatteryDay、铝加工公众号、天风证券研究所 6 与传统钣金焊接结构工艺对比，一体化压铸省了许多组件间的冲压、焊接过程。根据特斯拉2020BatteryDay，modelY后底板中使用一体化压铸使得零部件数量减少79个，制造成本下降40%。下一步将应用2-3个大型压铸件替换370个零件组成的整个下车体总成，重量预计将进一步降低10%。对应续航里程预计增加14%。 图：一体化压铸为ModelY降低成本+减少零部件数量图：下一代车型的一体化压铸方案 资料来源：《新能源汽车车身一体化压铸技术发展分析》-赵辉、汽车之家、天风证券研究所 7 大幅提升生产效率 一体化压铸大量减少焊点、热处理与涂胶的工作量，对比传统车身制造，需要进行单独制造的零部件达500余种，涉及的冲压及焊接工序繁多，而一体化压铸技术将其大幅简化，工作量大幅下降。 以特斯拉为采用传统冲压焊接工艺的Model3与采用一体化压铸工艺的ModelY进行对比，ModelY将原方案的70个冲压焊接零件集成为1-2个铸件，零件数量比Model3减少79个，焊点大约由700~800个减少到50个。减少了焊点数量同时就降低了由于焊接导致的热处理工作量与涂胶工艺，同时大大缩短车型开发周期。 图：model3和modelY的对比 Model3传统冲压焊接工艺 ModelY一体化压铸工艺 零部件总数 70个 1-2个 连接点数量 700-800个 约50个 制造时间 1-2小时 3-5分钟 下车体重量 — 相比传统工艺降低30% 资料来源：《新能源汽车车身一体化压铸技术发展分析》-赵辉、TeslaBatteryDay、天风证券研究所 8 大幅降低生产成本： 生产成本低：传统“冲压焊接”工艺下，至少需要数十套冲压机、模具、焊接夹具、检测机等设备做支持，一条生产线规模大，成本高。一体化压铸削减了大量焊接辅助设备、机器人等生产设备，白车身的生产仅通过3-5台大型压铸机，少量辅机及模具实现，生产线建设成本大幅下降。 材料成本优势：一体化压铸在冲压过程中仅使用单一铝合金，由于压铸时注入的液态金属一比一等同于铸件用料，因此在原材料受挤压成型后产生的边角余料成分简单可直接回收重制，材料回收利用率更高。一体化压铸全铝车身材料利用率和材料回收利用率可达95%以上。 人力成本低：一体化压铸技术下，车身焊接点大量减少，从而减少了大量焊接技术工人需求。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，所需的技术工人至少可缩减到原来的1/10。 土地成本低：同等产能下，一体化压铸设备占地面积小生产出的部件不需要运输可厂内直接供货，一体化压铸产线更节省厂房面积。 图：一体化压铸可降低厂房面积 2 一体化压铸的应用进度如何？ 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明9 资料来源：TeslaBatteryDay、压铸商情公众号、汽车动力总成公众号、压铸周刊、经销商网、天风证券研究所 10 标志性事件 2020年9月，马斯克在特斯拉BatteryDay演讲，宣布ModelY将采用一体化压铸后底板总成。 从专利角度看特斯拉推出一体化压铸技术：材料性能率先实现突破下车体分部位进行一体化压铸未来有可能实现白车身一体化铸造 白车一体化铸造专利：2019年7月，特斯拉公布“汽车车架的多向车身一体成型铸造机和相关铸造方法”专利：根据目前车架配置的多向压铸机包括一个具有车辆覆盖件的模具，以及几个相对于覆盖件平移的凸压模具，此类凸压模具会分别移动至铸造机中央的铸造区，负责不同部件的铸造，在一台机器上完成绝大多数的车架铸造工作。 铝合金配方——免热铝合金专利：特斯拉发布专利“DieCastAluminumAlloysforStructuralComponents”,描述了一种免热铝合金，传统铝合金必须通过加热过程提升机械性能，而该种免热铝合金无需热处理就可以满足生产要求； 下车体一体化压铸：2022年，特斯拉发布集成吸能铸件，该专利描述了特斯拉的单件铸件情况，这种能量吸收系统广泛应用于汽车碰撞结构，包括多单元压制和多件冲压，主要通过动态破碎、翘曲、弯曲等金属的塑性变形来提供能量吸收。 资料来源：Tesmanian、热门榜、特斯拉公司公告、建约车评公众号、36氪公众号、IT之家、汽车之家、天风证券研究所 11 ModelY一体化压铸由后底板向其他部件渗透 2020年8月，特斯拉加州弗里蒙特工厂安装第一台大型压铸设备，2020年9月，特斯拉宣布modelY将采用一体化压铸工艺压铸后底板。根据特斯拉官方公告，其弗里蒙特、上海、得州和柏林的四处工厂可以生产modelY，其中得州工厂将ModelY的前后底板均使用了一体化压铸工艺。据压铸行业人士透露，2022年一体化压铸应用范围在由后底板向前机舱、电池托盘过度。特斯拉曾于2018年公布了白车一体化铸造专利：“汽车车架的多向车身一体成型铸造机和相关铸造方法”，我们认为这代表了今后的一体化压铸趋势。 ModelY开端，Cybertruck将成为有利继承者 2023年1月，得州工厂的一体化压铸设备Gigapress开始安装，用于生产Cybertruck，媒体tesmanian预计23年中期试生产，年底实现批量交付。 图：特斯拉一体化压铸产品modelY和Cybertruck布局 工厂 车型 状态 产能ModelYModelYModelY一体化 （万辆21年实际22年实际产能目前产能压铸方 /年）产能案 弗里 ModelX/S 在产 10//// 蒙特 Model3/Y 在产 5545万辆//后底板 中国上海 Model3/Y 在产 >7548万辆//后底板 德国柏林 ModelY 在产 >25/22年10月初2000辆/周23年2月27日前底板 22年12月15日3000辆/周4000辆/周+后底板 美国 ModelY 在产 >25/22年12月16日3000辆/周/前底板 +后底板 得州 Cybertruck 设备安装 ////后车身 Model3 得州工厂生产的ModelY 资料来源：各公司官网、压铸周刊、压铸天地公众号、车主之家、伊之密公告、世界先进制造技术论坛公众号等、天风证券研究所 12 国内的新能源车企、一些合资品牌和个别合资厂的自主品牌也开始积极布局，进一步推动了压铸件大型一体化成型的进程： 车企 布局 车型及压铸方案 2021.10,蔚来宣布成功验证开发了可用于大型压铸件的免热处理材料，同年11月，ET5一体化压铸件完成首次试制，2022.8，ET5首批生产线预生产车辆正式下线。蔚来ET5不仅是其 ET5：后底板，22年销量11813辆； 蔚来 首款应用一体化压铸技术的车型，也是国内新势力中率先应用该技术的车型；2022年6月，蔚 ES7：后副车架，22年销量14158辆 来发布ES7，使用一体化压铸全铝后副车架；2022.12.24，蔚来发布ES8，将通过8800T压 ES8：前后端一体，预计23年6月开始交付 铸机打造前后端一体的压铸铝车身，该车型预计23年6月开始交付 吉利 2022.11.1，吉利旗下品牌极氪汽车收款MPV车型-极氪009正式发布上市，其一体化压铸后端铝车身结构件首次公开，工艺采用力劲7200T大型智能压铸单元 极氪009：后端铝车身 理想 正在布局中 / 小鹏 计划于2023年在全新纯电动汽车平台上规模化使用一体化压铸技术 2022.6小鹏向广东鸿图发出定点开发通知，将为其某车型提供底盘一体化结构件产品 小米 2022年4月26日，小米汽车科技有限公司发布“大型压铸零件高精度机加工中心”供应商招募公告 / 华人运通 2022.2与拓普集团联合首发的一体化超大压铸车身后舱结构量产下线，有望在后续车型上规模化应用 高合：车身后舱结构件 长安 2022.7.8长安汽车拟投资建设渝北工厂置换及绿色升级建设项目，同步布局一体化压铸业务 2023.1.15，首个一体化前机舱铸件下线，2024年可形成28万套一体式前舱、后底板产能 一汽 与伊之密建立9000T压铸整体解决方案的战略合作关系 / 奔驰 2022年年初，发布概念车EQXX，后车