1　汽車鑄件與模具的現(xiàn)狀

我國汽車鑄件與模具伴隨著汽車的快速發(fā)展巨變而變化，各種情況交織。汽車行業(yè)合資與自主品牌、商用車與乘用車、豪華車與農(nóng)用車等各種情況并存，并處在激烈變革中。汽車對配件需求的標(biāo)準(zhǔn)差異特別大，造成各類汽車配件企業(yè)共存局面。汽車鑄造行業(yè),鑄件QCD差異較大，正經(jīng)歷汽車輕量化、電動化等促動的鑄件變革中，各類異質(zhì)鑄件并存，競爭激烈。伴之的汽車鑄造模具，模具QCD差異較大，模具企業(yè)的設(shè)計、制造技術(shù)及水平差異比較大，且競爭激烈。

2　汽車鑄件的新變化對鑄造模具的影響

2.1　汽車行業(yè)呈現(xiàn)新發(fā)展業(yè)態(tài)

汽車行業(yè)處于消費結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級、新技術(shù)強(qiáng)烈驅(qū)動變革、產(chǎn)業(yè)政策將全面開放的轉(zhuǎn)折期。同時也面臨著市場多樣性擴(kuò)張、創(chuàng)新引領(lǐng)、全球發(fā)展的機(jī)遇期。汽車行業(yè)價值鏈和供應(yīng)鏈加速重塑，呈現(xiàn)出全球化和全球布局。近兩年的疫情，汽車行業(yè)為保證雙鏈的穩(wěn)定可靠，正在布局合適的區(qū)域產(chǎn)業(yè)集聚和核心的供應(yīng)商，以實現(xiàn)對雙鏈資源的掌控。同時，對供應(yīng)商產(chǎn)品的同步研發(fā)、設(shè)計及產(chǎn)品QCD保障能力提出了新要求。

目前，汽車加速向動力綠色化、車身輕量化、車輛互聯(lián)化、駕駛智能化、出行共享化的五化快速轉(zhuǎn)型發(fā)展，正在重構(gòu)汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。正在引領(lǐng)或觸發(fā)包括鑄造在內(nèi)的汽車零部件企業(yè)發(fā)生產(chǎn)品的變革。

2.2　汽車新業(yè)態(tài)對汽車鑄件的新變化

汽車行業(yè)新的發(fā)展業(yè)態(tài)，對汽車鑄件造成新變化的主要因素歸結(jié)起來有電動化、輕量化、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)、快推新品、優(yōu)化價值鏈供應(yīng)鏈等。?

汽車電動化，將會使發(fā)動機(jī)、變速箱消失。底盤結(jié)構(gòu)、車身結(jié)構(gòu)也將會發(fā)生巨大變化；汽車輕量化發(fā)展，無論是傳統(tǒng)車還是電動車，都追求極致輕量化。汽車輕量化發(fā)展將會使鑄件的性能越來越高，各類件的集成越來越多，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，尺寸越來越大，鋁鎂等輕合金材料應(yīng)用將會越來越多。汽車輕量化的發(fā)展，將會給汽車鑄造企業(yè)，尤其壓鑄業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)會。目前，以特斯拉一體化地板為代表的超大集成壓鑄件的成功應(yīng)用就是很好的例子；汽車質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)對鑄件的影響是全方位的，鑄件的性能、內(nèi)外表面、尺寸精度、內(nèi)部質(zhì)量及批次一致性等標(biāo)準(zhǔn)要求越來越嚴(yán)，并要求可靠的的檢測裝備及實時的檢測做保障；快推新品要求鑄件的供應(yīng)不但要快，而且質(zhì)量要好成本要低；汽車行業(yè)優(yōu)化價值鏈供應(yīng)鏈，為汽車鑄造企業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇，可以按邊界設(shè)計產(chǎn)品、零件化總成化供貨。但同時也是巨大的挑戰(zhàn)。

總之，隨著汽車新業(yè)態(tài)發(fā)展，汽車鑄件呈現(xiàn)“六個方面”的新變化：質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)、性能越來越高、鋁鎂合金鑄件越來越多、結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜、開發(fā)速度要求越來越快、成本要求越來越低。

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2.3　汽車鑄件新變化對鑄造模具的影響

汽車鑄件“六個方面”的新變化對鑄造模具影響，一是鋁鎂等有色合金鑄件的模具將會越來越多且復(fù)雜難度將會越來越大，壓鑄模具將成為汽車鑄造模具主力?；趬鸿T模具直接受到高壓、高溫、高沖擊、高沖刷的“四高”特點，其正在面臨著許多新挑戰(zhàn)。二是對模具滿足鑄件QCD嚴(yán)格要求提出了許多新需求：模具設(shè)計水平高、制造周期短、精度高，模具壽命周期內(nèi)穩(wěn)定可靠，模具壽命長等。三是對模具企業(yè)與用戶同步開發(fā)能力提出了新要求：產(chǎn)品設(shè)計能力、虛擬優(yōu)化能力、產(chǎn)品工藝模具三同時設(shè)計能力等。

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3　汽車鑄造模具關(guān)鍵技術(shù)

3.1　與用戶同步開發(fā)、同步設(shè)計

模具企業(yè)可以從產(chǎn)品端、流程端、技術(shù)端構(gòu)建體系，進(jìn)行經(jīng)營模式和管理方式變革。

3.1.1、產(chǎn)品端—與用戶同步開展工藝設(shè)計、模具設(shè)計。必要的時候，可延伸到與用戶的用戶開展“三同時設(shè)計優(yōu)化”（產(chǎn)品、工藝、模具）。從產(chǎn)品邊界條件為輸入到結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化、鑄造工藝設(shè)計及優(yōu)化、模具設(shè)計及優(yōu)化，提前介入，同步設(shè)計，最大限度進(jìn)行產(chǎn)品、工藝、模具的設(shè)計優(yōu)化，最大限度的減少設(shè)計時間，為又好又快的模具制造和鑄件良品生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

3.1.2、流程端—成立項目組，以同步開發(fā)、知識積累、人才培養(yǎng)的精益開發(fā)為模式，策劃確定“三同時設(shè)計”QCD目標(biāo)、知識積累模式、人才培養(yǎng)方案。同時對產(chǎn)品策劃、模具策劃、虛擬優(yōu)化、關(guān)鍵質(zhì)量進(jìn)行策劃，確定關(guān)鍵評審質(zhì)量門，進(jìn)行嚴(yán)格評審把關(guān)。?

3.1.3、技術(shù)端—技術(shù)創(chuàng)新、先進(jìn)模具技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。模具企業(yè)要清晰自己的定位，根據(jù)未來發(fā)展，前瞻預(yù)測模具未來需要的設(shè)計、虛擬、材料、制造方面的技術(shù)需求，進(jìn)行立項研發(fā)和準(zhǔn)備。

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3.2　虛擬仿真模擬技術(shù)的應(yīng)用

虛擬仿真模擬技術(shù)，在汽車鑄造模具行業(yè)得到大量應(yīng)用，并廣為認(rèn)可。其主要分為鑄件成型仿真、模具仿真、壓鑄過程仿真。鑄件成型仿真包括凝固、應(yīng)力、應(yīng)變、枝晶間距仿真。模具仿真包括熱平衡、應(yīng)力、熱疲勞仿真。壓鑄過程仿真包括液流、壓射全過程、卷氣仿真。目前，根據(jù)不同的產(chǎn)品需求和特點，一定程度上得到了相應(yīng)的應(yīng)用和認(rèn)可。

3.3　模具新技術(shù)應(yīng)用

模具新材料及熱處理技術(shù)、多種材料復(fù)合應(yīng)用，3D打印型芯及復(fù)雜冷卻通道，各種模具表面處理技術(shù)，模具高真空技術(shù)真空閥、壓室密封、模具熱平衡等，深孔鉆+孔內(nèi)拋光+鈍化處理，模具數(shù)字化控制技術(shù)等新技術(shù)正在逐步等到應(yīng)用，數(shù)字化模具車間正在涌現(xiàn)。

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4　結(jié)束語

汽車行業(yè)正在經(jīng)歷著電動化、輕量化等劇烈的新業(yè)態(tài)變革，汽車鑄造及其模具廠家必須隨之進(jìn)行技術(shù)和制造水平的升級和變革。在此變革的過程中，需要洞察先機(jī)，精準(zhǔn)研發(fā)，把握市場，防范風(fēng)險、適時投資，只要這樣，才能跟上時代的變革，立于不敗之地。

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作者簡介

馬順龍，一汽鑄造有限公司副總經(jīng)理，研究員。長期從事汽車鑄造技術(shù)及管理工作，兼任中鑄協(xié)汽車鑄件分會副理事長及秘書長。

摘自《鑄造世界報》第一期

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