探討大型一體壓鑄件內外如何實現質量保證

在新能源汽車滲透率日益提升的當下，對電動汽車的"里程焦慮"仍然是影響車主選購的重要因素。廣東省中山市消費者委員會新近發布的新能源汽車消費體驗調研結果顯示，續航里程不足與充電設施配套不足是消費者最"焦慮"的問題。減輕汽車重量是增加電動汽車續航里程的有效途徑，而一體化壓鑄被業內視為實現車身輕量化的一把鑰匙，廠商競相布局。

在這一背景下，5月24日蔡司將舉辦"蔡司，‘質'敬明天"ZEISS Quality Innovation Days中國場在線峰會壓鑄行業主題日活動，與來自中國機械工程學會鑄造分會、愛科迪等知名機構及企業的意見領袖和技術專家一起，以一體化壓鑄為主要議題，探討在質量控制上的痛點，并分享與展示壓鑄相關的質量保證經驗和解決方案。

從今年的世界計量日5月20日起，為期五天的"蔡司，‘質'敬明天"ZEISS Quality Innovation Days中國場在線峰會將以新能源汽車、醫療、電子、電力與能源、壓鑄五個行業主題日依次開啟，進入蔡司官網或蔡司工業質量解決方案微信公眾號即可報名參與。

一體化壓鑄成新能源汽車提質增效重要途徑

咨詢公司DuckerFrontier的研究指出，由于減少了燃油車用發動機、傳動系統以及其他零部件，新能源車用鋁量分別減少了49、39、5kg;由于新增電池包、電驅動系統等，新能源車在動力傳動系統、電池包與車身結構件及其他零部件分別使單車用鋁量提高了30、142、7kg。根據比亞迪的研究，新能源汽車約有70%的能耗用在車身質量上，整車質量每減輕 100 kg，每百公里電耗大約降低0.5-1千瓦時。

在中國汽車工程學會發布的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》中，汽車輕量化被列為九大技術發展方向之一。汽車輕量化的實現涉及材料、工藝、結構三方面，一體化壓鑄通過將原本需要組裝的多個單獨零部件高度集成，鑄造出整體的大鑄件，從而大大減輕汽車重量，也降低了車企的制造成本。近年來，從造車新勢力到老牌中外車企，都陸續有采用一體化壓鑄技術的新能源車型上市。有機構預測，2024年中國市場有望迎來一體化壓鑄車型上市熱潮。

蔡司為壓鑄全生命周期提供質量解決方案

隨著壓鑄工藝的發展及新能源汽車輕量化對一體化壓鑄技術的需求增長，壓鑄件現已廣泛應用于(新能源)汽車、家電、醫療、光伏、3C等行業。

不同于傳統機加件，壓鑄件通常具有更為復雜的形狀和細小結構，且循環生產周期長。由于長期處于高溫、高壓的生產環境中，壓鑄件及壓鑄模具也極易產生諸如凹陷、裂紋、氣孔等缺陷。若因壓鑄件質量問題造成返工，則往往給生產企業帶來極大損失，造成生產成本的浪費。越來越多的新能源汽車核心部件用鋁合金壓鑄產品，但鑄件工藝或多或少無法避免內部缺陷，制造商需要及時發現零件的"隱藏秘密"。蔡司工業測量解決方案可貫穿整個壓鑄工藝鏈，覆蓋壓鑄全生命周期。

蔡司壓鑄質量解決方案所涵蓋的產品線非常完整。作為當前工業質量檢測領域中唯一一家擁有全系列產品的供應商，蔡司的產品線涵蓋了三坐標、X射線、光學掃描、工業顯微鏡以及一系列工業質量軟件。因此，無論處于哪一個生產階段，比如結構設計、原料、電極、模具、毛坯、機加工到數據整合，蔡司都能滿足企業中不同部門和不同人員的需求。

隨著一體化壓鑄的使用，鑄件越來越大，對鑄件尺寸、產品精度等要求也越來越高。利用蔡司的三維測量機、X射線檢測機等組合，可及時發現鑄件外部尺寸和內部缺陷，確保殘次品不流入下一道生產工序，為生產質量提供保障。

在結構設計階段，通常會涉及產品CAD的制作，包括逆向工程。逆向工程對于研發而言是產品迭代更新最快的一個途徑，它可以幫助研發人員進一步了解設計的優勢和缺陷并快速修改。過去，一個汽車外形從油泥模型到設計完成需要經歷漫長的過程。而如今，蔡司的光學掃描技術能夠快速將實物掃描成對應的點云，從而通過逆向快速形成CAD模型，大大縮短了研發時間，為后續產品的快速上市奠定了良好基礎。

在原料階段，相的分布和取向會影響硬度、強度、斷裂延伸率等材料性能。蔡司的3D動態測量傳感器可用于分析樣品的相分布，全自動且精準地測定相的尺寸、形狀和取向，還可獲得材料的孔隙分布等信息，為原料質量把關。

進入試生產階段，涉及的內容更為復雜，包括壓鑄機的注射壓力、模具溫度、保壓等各種細節。工藝參數的迭代和試模都需要依賴經驗值進行不斷調試。這意味著每一次迭代生產出來的工件都需要進行理化測試，同時檢查其形貌、內部缺陷等，確保生產穩定。最終通過模具驗證后，方可進行批量化生產。整個過程耗時較長，試生產批次越多，報廢的零件也越多，從而可能導致新產品正式批量生產的周期拉長，對上市周期和投資回報率產生影響。

為了應對這些挑戰，蔡司提供了包括光學系統和X射線檢測在內的多種解決方案。這些技術能夠在試生產階段輕松、快速地進行產品內部缺陷和外觀形貌尺寸的檢測。此外，從軟件整合的角度來看，蔡司將三維掃描、逆向工程、工業CT和X-Ray等技術集成在同一軟件平臺下，為用戶的使用和企業管理提供了極大的便利。

在此次壓鑄行業主題日中，蔡司將為與會者詳解用于一體化壓鑄的新產品，其中的2D X射線檢測設備具有在線檢測、自動剔除不合格品功能，尤其是"檢測面積"與"占地面積"的高比率，能有效減少對客戶生產布局的影響。光學3D測量機則配備了安全控制裝置，可以多方使用雷射測頭，從而實現高速量測和高細節分辨率的目標。

2023年，中國汽車產銷量雙雙創歷史新高。與此同時，中國新能源汽車產銷量連續九年位居世界第一。從傳統燃油汽車到新能源汽車，壓鑄都是制造中的重要工藝，蔡司壓鑄行業質量解決方案能夠覆蓋壓鑄生產全流程，借助蔡司豐富的產品組合，為壓鑄相關企業從原材料到成品加工的整個生產過程中的每一個環節，提供高效的硬件和軟件質量解決方案。

進入蔡司官網或蔡司工業質量解決方案微信公眾號，即可報名參與本次5月24日"蔡司，‘質'敬明天" ZEISS Quality Innovation Days中國場在線峰會壓鑄行業主題日，期待與廣大業內人士線上聚首，共同探討破解汽車制造的質量挑戰。

(新媒體責編：wa12)