汽车车灯散热支架行业发展基本情况

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1、汽车车灯散热支架行业发展基本情况一、 一体化压铸应用范围持续拓宽特斯拉得州奥斯汀工厂2022年一季度财报显示,该工厂在后底板的基础上,增加了前地板(前纵梁)的一体化压铸,将前后底板的零部件数量从171个减少至2个,焊点数量减少了1600+个。2021年特斯拉在德国柏林工厂开放日上表示:计划用2-3个大型压铸件取代原有的370个单体零件,组成下车体总成,重量将进一步降低10%,续航将增加14%。随着一体压铸工艺的成熟,一体压铸产品将从后底板产品拓展到前舱、中底板、电池托盘等相关零部件,单车价值量有望提升至万元。与传统汽车相比,三电系统(电池、电驱、电控)将导致整车额外增加200kg-300kg的

2、重量,电池重量占整车比重在26%左右。可通过改变三电结构减重:1)电驱+电控轻量化:目前电机、电控、BCU、PDU、DCDC、OBC、减速器等多个部件集成化趋势催生多合一电驱壳体,节省空间的同时实现减重,例如比亚迪海豚的八合一、华为的DriveOne七合一、上汽变速器威迈斯七合一等。采用一体化压铸可高效生产较为复杂的多合一壳体,在保障结构件性能的同时实现减重;2)电池轻量化:动力电池系统由电池盒、电芯和电池管理系统构成,CTC车身一体化技术的应用有望大幅减少电池包上壳体重量。电池结构的演变可分为模组标准化(电芯-模组-电池包)、CTP(大模组、去模组化)、CTC/CTB(电池底盘、车身一体化)

3、三个阶段。电池结构集成化、一体化成为必然趋势,一体化压铸技术可将前车身、底盘电池包和后车身等多个部分直接压铸成车身。马斯克曾表示,采用了CTC电池技术后,配合一体化压铸技术,可以节省370个零部件,为车身减重10%,每千瓦时电池成本降低7%,也能做到更强的密封性。一体化压铸有望助力CTC技术落地,大幅降低电池包重量。二、 压铸产品的分类及应用由于金属特性各不相同,不同种类的金属压铸件的应用领域亦有所差异,其中镁合金、铝合金由于质量较轻,在汽车轻量化方面的应用更多。近年来,镁合金、铝合金压铸件产量呈现迅速增长态势。(一)镁合金压铸件发展情况镁合金在我国压铸行业的发展较为曲折。21世纪初,鉴于我国

4、镁资源十分丰富,国家有关部门制定的加速镁产业发展的工作计划强调镁开发应用技术的战略意义,国内曾经掀起镁合金压铸的热潮。然而部分压铸企业尚未确切了解镁合金的使用性能和应用范围,经历了一段盲目上马的时期,随后镁合金压铸逐步进入较为理性的发展阶段。目前镁合金压铸件产量占总体压铸件产量的比例仍然较低,但随着镁合金压铸工艺的逐步成熟,汽车轻量化趋势的不断推动,我国汽车用镁需求量快速增长。(二)铝合金压铸件发展情况在我国压铸行业的发展初期,铝合金就已成为主要的压铸合金之一。随着汽车工业的飞速发展,对铝合金压铸件的需求迅速增加,铝合金成为目前应用最广泛的压铸金属。2020年铝合金压铸件在压铸件中所占比重约为

5、85%。随着汽车轻量化和新能源汽车的快速发展,我国铝合金压铸件的市场规模将进一步提升。压铸产品的应用领域呈现多元化的发展态势,广泛应用于汽车、家电、机械、五金、航空航天、医疗器械、通讯等各行业,在现代工业生产中占有非常重要的地位。压铸产品一直以汽车工业用量最大、品种最多,根据中国铸造年鉴(2016),国际上压铸件中供给汽车工业使用的比重在65%以上,我国压铸件中汽车零部件占75%左右。因此,汽车行业的发展情况直接影响压铸行业整体发展前景。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

6、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

7、上领先于国内大多数压铸件生产企业。四、 压铸行业发展面临的机遇和挑战(一)压铸行业发展面临的机遇1、压铸行业产业政策的大力支持为贯彻落实国家十三五规划纲要和中国制造2025,工信部联合国家发改委、科技部、财政部研究编制了新材料产业发展指南,该指南指出要推进包括镁合金等先进金属材料在内的基础材料的工业转型升级;2020年工信部制定镁行业规范条件铝行业规范条件,进一步加快镁、铝产业转型升级,推进镁行业供给侧结构性改革,促进行业技术进步。上游原材料的转型升级将推动镁合金、铝合金加工件的发展。以镁合金铝合金为原材料的压铸企业,直接受到国家相关政策的支持及鼓励。2019年10月,国家发改委修订发布了产业

8、结构调整指导目录(2019年本)(以下简称目录)。在鼓励类有色金属项目中,目录将高性能镁合金及其制品首次列入新材料产业,对高性能镁合金及其制品作出了明确的政策导向,鼓励多样化镁合金材料开发及其铸造、挤压、轧制、锻造等加工制造,培育新材料产业链;在鼓励类汽车项目中,目录将镁合金铝合金列入轻量化材料应用领域予以鼓励,明确了镁合金、铝合金在汽车轻量化中的重要作用和发展潜力。由于汽车行业是压铸行业的主要下游行业,以汽车零部件为主的压铸企业同样享受汽车行业支持性政策的红利。汽车产业中长期发展规划中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要中国制造2025等诸多政策分别提出加快镁合金在汽车行业的应

9、用;以扩大服务消费为重点带动消费结构升级,稳步促进汽车等大宗消费;将节能与新能源汽车列为大力推动的重点领域。在政策引导下,汽车行业的健康发展将增加对压铸行业的市场需求。2、汽车轻量化促进压铸行业的发展镁合金铝合金是主要汽车轻量化材料,其在汽车行业的发展潜力不仅来源于汽车行业的平稳发展,还受益于节能环保对汽车轻量化的迫切需求。目前,由于节能、环保、性能的需要,汽车轻量化已经成为世界汽车主要发展方向之一,而日益严格的节能减排标准以及新能源汽车的大力推广使得汽车行业对轻量化材料的需求更加迫切,镁合金、铝合金汽车零部件的市场渗透率越来越高,市场空间有望持续快速增长。3、产业链专业化分工促进压铸行业研发

10、技术的提升在全球经济一体化的背景下,国外整车厂商及汽车零部件供应商为降低生产成本纷纷采用零部件全球采购战略,压铸行业由发达国家向新兴国家或地区转移速度加快。国内以汽车零部件为主的压铸企业在此影响下,其经营规模和利润水平均实现迅速提升。与此同时,整车厂商为提升市场竞争力,将业务重点放在新车型的研发和投入上,并选择与零部件供应商形成长期稳定的战略合作伙伴关系,汽车零部件压铸企业得以深度参与到压铸产品的设计与研发,而不仅仅采用单纯的来图加工模式。在为客户创造更多技术研发价值的过程中,众多压铸企业不断提升自身盈利水平,增强压铸行业整体实力。(二)压铸行业发展面临的挑战1、压铸行业铸企业普遍国际竞争力较

11、弱国内压铸企业数量众多,但大多数规模较小,难以实现规模化生产,并且其技术研发水平、产品工艺水平以及企业管理水平,与国外先进企业存在一定差距,较难进入国际整车厂商的供应商名录。这些因素对本行业企业参与国际市场竞争构成不利影响。2、压铸行业企业普遍资金实力不强压铸行业属于资本密集型行业。压铸设备的设计水平、技术参数、性能指标、机械结构、制造质量等方面对压铸企业的生产制造水平至关重要。压铸企业需要投入大量资金购买国内外先进的压铸设备以提高核心竞争力。另一方面,压铸行业也属于劳动密集型行业,近年来,我国劳动力成本不断上升,人口红利逐渐减少,压铸行业的人力成本越来越高。压铸企业需要增加自动化设备的投资,

12、以覆盖日渐高企的劳务成本。但行业内企业绝大多数为民营企业,企业普遍规模较小,资金实力不强,资金来源主要为企业留存收益的滚动投入和银行机构融资。融资渠道单一导致研发和生产的投入不足,不能较好地促进企业规模扩张、提高国际竞争力。3、镁合金应用发展速度或不及预期镁合金尽管具有质轻比强度高易于加工良好的阻尼性能对环境无污染可回收循环利用等诸多优点,且镁合金在汽车零部件上的应用仍有巨大的渗透和替代空间,但它相对传统钢材及应用成熟的铝合金材料,人们的认识和接受、产品的渗透和应用还需要一个较长的实践过程。2021年9月起,镁合金材料价格迅速增长,镁铝价格比突破15,2022年7月以来回落至15左右。若镁合金

13、材料价格持续高位增长,则可能影响下游行业从经济性角度出发选择其他轻量化材料,导致镁合金应用增速不及预期。五、 压铸行业经营模式周期性区域性季节性特征(一)压铸行业周期性压铸行业易受下游行业的周期性影响,影响主要来源于汽车行业。当宏观经济处于上升阶段,居民购买力提高,汽车销量上升,压铸行业相应生产订单增加;当宏观经济处于下行阶段,居民购买力下降,汽车销量放缓,压铸行业相应生产订单减少。压铸行业波动趋势基本与下游汽车行业一致,受宏观经济和国家政策影响较大,但存在一定滞后性。(二)压铸行业区域性压铸行业的区域特征较明显。从我国压铸企业地域分布来看,在经济活跃、配套发达、地域优势明显的区域容易形成产业

14、集群。目前,我国已经形成长三角、珠三角、西南地区等压铸产业集群,其中以长三角和珠三角的产业集群最为突出。(三)压铸行业季节性压铸行业整体的季节性特征并不明显,其生产和销售受季节的影响较小,但针对单个企业而言,其生产和销售受下游整车厂商不同车型排产计划的影响较大。六、 一体化压铸上游壁垒较强,中游先行者先发优势明显压铸企业及整车厂纷纷采购上游设备及材料,一体化压铸产业链逐步扩大一体化压铸产业链较长,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。跟进特斯拉一体化压铸技术的主机厂一般有两种模式,一种是购置压铸岛、设计产线自己生产,另

15、一种是和铸造厂合作。随着行业需求迸发,较多压铸甚至冲压企业购入大型压铸机布局一体化压铸,部分整车厂自购压铸机进行试生产,产业链逐步扩大。受上游设备材料,以及中游压铸工艺等多方面技术限制,一体化压铸大型结构件产品的良率提升难度较大。一体化压铸件相比普通压铸件体积更大、形状更复杂,需采用超大型压铸机、定制化模具、免热处理铝合金材料,同时在生产中需对真空环境、压射、冷却等环节严格把控,全流程品控与稳定性要求较高的knowhow,具有较高的技术壁垒。传统压铸工艺中,需要使用到热处理来提高零部件的力学性能、耐腐蚀性能等。加热冷却过程中产生的热胀冷缩效应易带来零部件的形变误差并产生气孔,大型薄壁化压铸结构

16、件后续整形难度以及报废率大幅提升,需承担较大的成本风险。因此,免热处理铝合金成为一体化压铸最佳的材料。材料在模具中的流动对免热合金延展率要求较高,目前免热合金研发及量产以海外企业为主,国内加速技术突破,立中集团已实现批量供货。一体化压铸对压铸机的锁模力、模板尺寸、压射量、压射压力以及速度控制等有更高要求,大吨位压铸机设备是实现一体化压铸的关键。大型汽车结构件的特征决定了其生产工艺为真空压铸,真空技术需要利用大吨位压铸机高速高压推动铝汤完成充型,一般要求压铸机具有大吨位和合模力、高压射重复性(CPK大于166)、短的填允时间、高的压射速度(10m/s)、合模和压射端的稳定和牢固设计等特点,以保障

17、一次性压铸成型结构件的强度和量产效率。大型压铸机还需要在快速的大规模生产过程中保持高良率,实现生产部件的一致性和稳定性,压射过程中的压力及速度控制较为关键,需要较高的know-how。一体化压铸的大尺寸、高密封性、定制化、流动性等特点对模具提出了较高的要求。一体化压铸的零件,结构复杂、制造费用高、准备周期长,压铸模具设计难度较大,设计关键点主要在于1)浇注系统设计,保证良好的充型顺序和流态;2)排气与密封性设计,保证真空性,减少气泡;3)热平衡,保障冷却均匀等。目前,一体压铸的压铸模具主要有两种设计模式,最常见的是由专业模具商设计,设计期间专业模具商将与压铸厂、整车厂深入沟通需求,如广州型腔、

18、赛维达;另一种是压铸厂商自有模具厂进行设计,如文灿雄邦。超大型压铸模具具有较高的壁垒,目前可供应的模具厂商较为稀缺。压铸工艺效率高,但易产生气泡。传统的压铸工艺由四个步骤组成,包括模具准备、填充、注射以及落砂,使液态金属在加压条件下注入模具,模具可以重复利用。压铸将液态金属浇注到模具中成型,效率高且适用于复杂结构零件,但容易产生气泡。一体化压铸过程中出现的气泡易导致压铸件塑性低、强度降低、抗冲击性下降等,降低良率,因此要求压铸环境为30mbar以下的超高真空。真空压铸通过抽取压铸模具型腔内的气体使得:1)气孔率大大降低;2)铸件硬度高,微观组织细小,从而保障压铸件力学性能。利用真空压铸技术,气

19、泡在热处理过程中引起的气泡缺陷问题可得到控制。真空压铸技术分为普通真空压铸(100-250mbar)、高真空压铸(50-100mbar)、超真空压铸(50mbar)。真空压铸通常包括铝材熔融、浇注、型腔真空排气、压射、冷却、成型脱模、去毛刺、喷涂、模具清理、合模等多个步骤,其中真空排气、压射、冷却是压铸工艺的关键。为了保证一体化压铸产品大规模生产过程中的高良品率铸件一致性与稳定性,必须精准控制铝液充型温度、压铸速度和压力,维持模具温度场的稳定,避免凝固过程中发生变形等缺陷。除排气、压射外,模具温度控制及冷却过程对产品定型、力学性能平衡、降低次品率较为关键,要求严格的工艺规章和深度的经验累积,一

20、体化压铸先发优势明显。七、 进入压铸行业的主要壁垒(一)镁合金压铸生产技术壁垒由于镁具有非常活泼的化学性质,在生产过程中产生的镁的粉尘、碎屑、轻薄料如遇明火容易引起燃烧、爆炸事故,因此,镁合金压铸企业的安全生产是基础。镁合金压铸生产的安全与防护措施涉及镁合金熔炼、压铸、后道处理、精加工等生产工序以及对应粉尘、碎屑、轻薄料的储存和处理,对企业的安全生产技术、安全生产管理工作、操作人员专业性以及生产设备质量均提出较高要求。行业新进入者往往需要在镁合金压铸安全生产方面付出一定的试错成本,安全生产构成镁合金压铸生产的主要障碍之一。由于镁合金与铝合金在材料物理性质上的差异,镁合金压铸工艺设计在填充速度、

21、温度控制、油路设计、防止缩孔、防止形变等方面与铝合金不尽相同。因此,在镁合金压铸生产工艺方面的深度理解与经验积累也构成行业新进入者的主要障碍。(二)压铸行业技术研发壁垒随着全球汽车产业链专业化分工日益明显,汽车零部件各级配套供应商相互介入研发已成为行业发展趋势。上游汽车零部件供应商需要在下游客户提出产品需求的基础上综合考量产品质量稳定性、生产效率、成本控制等因素进行产品研发,并根据客户反馈意见不断对产品设计进行调整。这种上下游同步研发模式对汽车零部件供应商的自主研发、持续创新及快速反应能力提出较高要求,行业新进入者受制于初期技术实力不足,产品开发能力较低,短期内很难具有较强的竞争力。(三)压铸

22、行业质量体系认证壁垒压铸行业新竞争者要成为合格的汽车零部件供应商,首先需要通过IATF16949质量体系认证。IATF16949技术规范符合全球汽车行业中现用的汽车质量体系要求,更注重于缺陷防范、减少在汽车零部件供应链中容易产生的质量波动和浪费。目前,国内外各大整车厂商均已要求其供应商进行IATF16949认证,确保各供应商具有高质量的运行业绩。(四)压铸行业合格供应商评审壁垒全球汽车零部件采购商在选择上游供应商过程中,往往建立一套严格的供应商评审标准。除IATF16949质量体系认证审核,行业新竞争者仍需要通过下游客户的合格供应商评审,评审内容主要涵盖质量控制能力、生产组织能力、企业管理能力

23、、市场应变能力等,对供应商的技术水平、生产流程、质量控制、设备状况等方面提出严格要求。经过多次审查、检验后,供应商与客户达成初步合作意向。在初步合作阶段,供应商根据客户个性化的产品需求进行产品研发以及小批量试制,待产品质量稳定并经客户验收合格后,供应商才进入其正式供应商名录,相关产品才可以进入量产阶段。因此,一旦确立合作关系,汽车零部件供应商与客户之间较易形成长期稳定的战略合作伙伴关系,相比于行业新进入者,具有较明显的先发优势及客户资源优势。(五)压铸行业管理水平壁垒随着汽车零部件市场的竞争加剧,汽车零部件采购商对交货周期、产品质量等方面提出日益严格的要求,同时由于汽车零部件多为非标产品且种类

24、繁多,生产管理难度较大,均对汽车零部件供应商的精细化管理水平提出较高要求。企业只有在长期经营中不断积累管理经验、努力提高管理水平,才能形成相适宜的系统化管理模式,为客户提供质量稳定、交付及时的产品。行业新进入者在管理经验上存在不足,难以在短时间内突破。(六)压铸行业资金壁垒压铸行业属于资金密集型行业。模具生产设备、熔炼设备、压铸设备、精加工设备、精密检测设备购置费用高昂。相关设备的先进性、稳定性、自动化程度对产品结构的精细程度、产品质量的稳定性、产品生产的高效性产生直接影响。在合格供应商评审中,设备质量为一条重要的评审标准。因此,行业新进入者需要投入大量资金购买高端设备,资金规模是行业进入的主要壁垒之一。

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