8月15日，適創科技發布《一體化壓鑄數字技術白皮書》，對近年火熱的一體化壓鑄技術在汽車應用上的前景與難題進行了系統性總結，闡述數字工具如何能夠普惠一體化壓鑄，讓企業更快實現數字化升級。白皮書也立足于當前一體化壓鑄與計算機仿真技術的發展現狀，展望未來智能制造的趨勢方向，加速國內車企邁向產業新階段。
這是業內首次從數字技術的角度，描繪了一體化壓鑄對汽車產業鏈帶來的變革和挑戰。
一、數字技術在一體化壓鑄中的價值
新能源汽車的輕量化需求緊迫，一體化壓鑄是實現它的必要手段，它將大規模取代以往在車身設計組裝過程中主流的沖壓焊接工藝，實現10%以上的減重，成為汽車生產環節的重要革命。同時，一體化壓鑄也能幫助企業顯著降低汽車件生產所需的時間和人工成本，最低甚至可達到原本的十分之一，實現降本增效。
但在現階段，一體化壓鑄的快速普及也面臨不少難點。它不僅極限挑戰了現有的設備性能，也顛覆了從生產材料、設計、工藝到質檢等一系列環節的傳統工程經驗。由于模具體積擴大十倍不止，金屬液對溫度、真空吸收等參數變化比以往更加敏感，按照傳統的生產模式，力學特性很容易達不到要求，這在強度要求較高的汽車結構件上是不可接受的。
并且，一體化壓鑄也杜絕了傳統的多次試錯空間，一體化壓鑄件的最大特點是尺寸巨大、壁厚較薄且不均勻、形狀復雜，所需的設計復雜度和計算量達到新量級，生產端理應需要更多時間去適應。但市場對一體化壓鑄的生產需求節奏不僅沒有變緩，反而還在持續加快。因此，若是僅靠人和設備暴力試錯，試圖摸索到平衡點，不僅成本高昂，也和市場需求脫節。
白皮書認為，面對已進入無人區的一體化壓鑄，數字技術將從原來的輔助技術變為主導因素。隨著算力規模、計算機圖形學、人工智能等技術的不斷進步，數字技術可以對一體化壓鑄設計方案進行預測和優化，助力企業解決生產中遇到的問題，甚至可以實現自動的智能設計。
二、數字技術面對難題時的解決能力
在一體化壓鑄的生產過程中，數字技術可以從結構設計、工藝設計、質量檢測等多方面入手，提高生產成功率以及鑄件的可靠性。
一體化壓鑄的難點之一是模溫系統，大型模具若沒有達到熱平衡狀態，將對金屬液的填充成型形成巨大障礙。但傳統監測機制首先關注點不夠全面，對鑄形不同分塊之間分型面的熱阻、水路油路分布等要素無法面面俱到，很難對模具設計提出有效的、綜合性的改良方案。再之，即使獲得了數據，溫控系統之間也缺乏實時反饋調節機制，不能及時調整溫度，加劇材料和時間的浪費。
但經過計算機模擬仿真后，企業不僅可以在生產前就對方案進行全方位模擬，適時改進工藝和設計。在生產過程中，也能將模擬數據和實時監測溫度相結合，建立AI智能模溫控制系統，打破以往檢測系統“各自為戰”的藩籬，擺脫對熟練技術人員的依賴，使決策系統實現自動化。
一體化壓鑄的難點還不止于此，傳統壓鑄件對各部分力學性能的考核相對不嚴格，但在一體化壓鑄中，不同部位的性能普遍存在差異，會對材料造成不小的影響，且難以用X射線或人工檢測缺陷，讓修正更加困難。難以發現、解決的鑄件缺陷，不僅對鑄件的工藝調試、裝配和后續服役造成巨大影響，甚至可以威脅到量產。而通過機器學習等關鍵技術，如今的智能檢測系統的盲測準確率可達到95%，也可以通過調整算法，擺脫對過往數據集的依賴，讓缺陷檢測快速適應新工藝材質。
除上述案例，目前，數字技術在合金材料的熱力學參數確定、真空系統的設計和控制等環節上都起到了重要作用。在實際生產過程中，數字技術通過云計算和多任務并發的模式，也能夠最快速度地完成需求計算，是發展的未來趨勢。
三、數字技術對智能制造的重要意義
目前，一體化壓鑄的產業布局已日趨完善，并在不斷改進，未來，壓鑄工程師的工作將逐步移交到計算機。為了打通數據壁壘，顯著提高效率，一體化壓鑄所需的數字技術將不斷拓寬領域，最終平臺化形成數據平臺協同，在整個行業內構成全鏈路、多尺度的智能生產體系。
例如，通過對鑄件的最終參數和限制條件的輸入，就能自動獲得模具設計的最優解，模擬結果也能無縫銜接生產環節，進行智能調控，在最后的質檢階段，也可實現類似“黑燈工廠”的效果：無人值守、零漏檢。
白皮書認為，未來，壓鑄行業的市場需求將會呈現小批量、柔性化、產品周期短等特征。一個完整的數字制造生態體系，不但可以讓汽車產業快速適應生產節奏，實現產業升級，更能讓中小型企業的生產力得到最大程度的釋放，充分利用自己獨有的優勢，不受資源限制。
最后，白皮書表示，數字技術正在重塑我國汽車產業鏈，重新分配生產價值。未來，也會有更多制造企業主動擁抱數字技術，智能制造將會體系化、常態化。屆時，率先采用數字技術的行業先鋒不僅會獲得更多紅利，也能帶領全行業迎來新一輪的制造繁榮。
