مزایای فناوری ریخته گری قالب در تولید

در سال 2020، «نقشه راه 2.0 صرفه جویی در انرژی و فناوری خودروهای انرژی جدید» چین منتشر شد. در سال های 2025، 2030 و 2035، میانگین مصرف سوخت خودروهای سواری جدید به 4.6، 3.2 و 2.0 لیتر در 100 کیلومتر خواهد رسید و استانداردهای صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش آلایندگی همچنان ارتقا خواهد یافت. بر اساس داده‌های «بوهلر چین»، هر 10 درصد کاهش وزن خودرو می‌تواند تا 5 تا 10 درصد در مصرف سوخت صرفه‌جویی کند و هر 100 کیلوگرم کاهش وزن خودرو می‌تواند مصرف سوخت را 0.3 تا 0.6 لیتر در هر 100 کیلومتر کاهش دهد و انتشار CO2 را 8.5 گرم در کیلومتر کاهش دهد، میانگین برد کروز در هر وسیله نقلیه الکتریکی خالص 8 درصد کاهش می‌یابد. کیفیت بنابراین، سبک وزن خودروها به یک فناوری توسعه کلیدی در زمینه صرفه جویی در انرژی و کاهش انتشار تبدیل شده است. راه فنی اصلی برای دستیابی به وزن سبک وسایل نقلیه انرژی جدید، ریخته گری یکپارچه بدنه های آلیاژ آلومینیوم است.
1
وضعیت فعلی ریخته گری یکپارچه آلیاژ آلومینیوم
در جولای 2019، تسلا پتنت جدیدی با عنوان «دستگاه ریخته‌گری شکل‌دهنده یکپارچه بدنه چند جهته برای قاب‌های خودرو و روش‌های ریخته‌گری مرتبط» صادر کرد. در این روش مجموعه ای از قالب های ثابت در مرکز قرار می گیرد و چهار مجموعه قالب متحرک در چهار جهت مختلف قرار می گیرد. قالب های متحرک به ترتیب از طریق تجهیزات هیدرولیک به قالب های ثابت در مرکز متصل می شوند تا یک حفره بسته را با هم تشکیل دهند. مایع آلیاژ آلومینیوم از اسپروهای روی چهار قالب متحرک به ترتیب به داخل حفره قالب فشرده می شود و آلیاژ آلومینیوم در حفره جریان یافته و جامد می شود و در نهایت یک بخش ساختاری ریخته گری یکپارچه در مقیاس بزرگ را تشکیل می دهد.

تسلا بنیانگذار ریخته گری یکپارچه آلیاژ آلومینیوم برای قطعات خودرو در مقیاس بزرگ است. طرح ریخته گری یکپارچه را می توان به سه مرحله تقسیم کرد. مرحله اول: مدل S/X بدنه تمام آلومینیومی را مطابق با فرآیند سنتی مهر زنی و جوشکاری می پذیرد. توسعه کامل خودرو. مرحله دوم: مدل Y از یک دستگاه دایکاست 6000 تنی برای تولید کف عقب استفاده می کند که وزن بدنه پایینی را 10% کاهش می دهد و هزینه ساخت را تا 40% کاهش می دهد. مرحله سوم: ادغام بدنه زیرین، جلو و عقب یکپارچه دایکاست (تعداد قطعات از 171 به 2 کاهش می یابد و تعداد نقاط جوش بیش از 1600 کاهش می یابد) و 4 سلول باتری 680 CTC (بسته باتری در بدنه خودرو ادغام شده و مستقیماً به صندلی متصل می شود)، وزن خودرو به میزان 1 درصد کاهش می یابد. تعداد قطعات کاهش یافته است 370، هزینه شده است 7 درصد کاهش و سرمایه گذاری واحد 8 درصد کاهش یافته است. در حال حاضر در کارخانه آستین تگزاس در حال تولید انبوه است.

در سال 2020، تسلا شروع به همکاری با سازنده تجهیزات ریخته گری ایتالیایی Idra کرد تا از واحد ریخته گری 6000 تنی Giga Press برای تولید مجموعه کف عقب مدل Y با ریخته گری یکپارچه استفاده کند. بر اساس طرح تسلا، دو مجموعه از تجهیزات ریخته گری یکپارچه Idra IDRA6000t از ایتالیا در کارخانه فرمونت در کالیفرنیا، سه مجموعه از تجهیزات ریخته گری یکپارچه سری LK DCC6000 در شانگهای و یک دستگاه IDRA 8000t در کارخانه تگزاس نصب شده است. برای تجهیزات دایکاست، ظرفیت تولید برنامه ریزی شده کارخانه برلین 500000 وسیله نقلیه است و 8 تجهیزات ریخته گری یکپارچه ترتیب داده خواهد شد. تسلا با چهار کارخانه و 14 تجهیزات ریخته گری یکپارچه، فناوری ریخته گری یکپارچه را به عنوان یک فرآیند استاندارد ارائه کرده است.

فولکس واگن قصد دارد استفاده از ریخته گری یکپارچه را بر روی پلت فرم SSP (Scalable Systems Platform) آغاز کند. به گفته Online EV، در ماه می 2022، نمونه اولیه بدنه عقب آلومینیومی یکپارچه دایکاست فولکس واگن از خط تولید کارخانه کاسل خارج خواهد شد. این قطعات توسط دستگاه دایکاست 4400 تنی تولید می شوند که بیش از 30 قطعه را با هم ترکیب می کند و وزن آن را حدود 10 کیلوگرم کاهش می دهد. Trinity یکی از اولین مدل های مبتنی بر پلت فرم SSP است.

به گزارش Auto-evolution News، ولوو از سرمایه گذاری 20 میلیارد کرون برای نوسازی کارخانه Torslanda خود از جمله فناوری ریخته گری یکپارچه خبر داد. همچنین یک کارخانه ریخته گری آلومینیوم با ظرفیت سالانه 55000 تن در تورسلندا ایجاد خواهد کرد و در نهایت قصد دارد فناوری ریخته گری یکپارچه را در تمام کارخانه های خود معرفی کند. انتظار می رود این شرکت در سال 2025 به تولید انبوه خودروهای ریخته گری یکپارچه دست یابد.

در ژانویه 2022، مرسدس بنز یک خودروی مفهومی جدید VISIONEQXX را عرضه کرد. قسمت عقب بدنه و بالای برج ضربه گیر در جلو از همان اجزای ساختاری مهندسی بیونیک تسلا استفاده می کنند. کل بدنه از سه قسمت تشکیل شده است: یکی ریخته گری دایکاست در جلو و عقب و یک بسته باتری ساختاری در وسط. چنین طراحی می تواند وزن بدنه خودرو را بین 15 تا 20 درصد کاهش دهد. مصرف انرژی VISION EQXX می تواند به زیر 10 کیلووات ساعت در 100 کیلومتر برسد و مسافت پیموده شده الکتریکی واقعی بیش از 1000 کیلومتر است.

در میان نیروهای جدید داخلی، در دسامبر 2021، NIO در کنفرانس مطبوعاتی ET5 اعلام کرد که استفاده از فرآیند ریخته گری یکپارچه را آغاز خواهد کرد. ET5 از بدنه هیبریدی فولاد-آلومینیوم بسیار مقاوم استفاده می کند که باعث کاهش 30 درصدی وزن کف عقب بدنه و افزایش 7 لیتری فضای صندوق عقب می شود. استحکام پیچشی خودرو تا 34000 نیوتن متر بر درجه است.

در کنفرانس عملکرد 2021، Xiaopeng Motors اعلام کرد که دو پلتفرم جدید و اولین مدل خود را در سال 2023 عرضه خواهد کرد و از یک فرآیند جدید ریخته گری یکپارچه فوق العاده بزرگ استفاده خواهد کرد. انتظار می رود پروژه پایگاه صنعتی شیائوپنگ موتورز ووهان در اکتبر 2022 به بهره برداری برسد که شامل یک کارگاه ریخته گری یکپارچه می شود. کارخانه Xpeng Motors Wuhan همچنین بیش از یک مجموعه جزیره ریخته گری فوق العاده بزرگ و خطوط تولید خودکار را معرفی خواهد کرد.

در 25 فوریه 2022، کابین عقب یکپارچه بسیار بزرگ 7200t که به طور مشترک توسط Gaohe Automobile و Tuopu Group ساخته شده بود، با موفقیت از خط مونتاژ خارج شد. در این قسمت از مواد آلیاژی دانشگاه جیائو تونگ شانگهای استفاده شده است که باعث کاهش وزن 15٪ تا 20٪ می شود و کل چرخه توسعه یک سوم کوتاه می شود. این دستگاه دایکاست بزرگترین دستگاه ریخته گری آلیاژ آلومینیوم یکپارچه شناخته شده در زمینه قطعات خودرو است. بسیاری از تامین کنندگان داخلی سرعت معرفی تجهیزات ریخته گری در مقیاس بزرگ و توسعه مواد بدون حرارت را تسریع کرده و وارد صنعت ریخته گری یکپارچه شده اند.

2 موانع برای فناوری ریخته گری یکپارچه

در حال حاضر، موانع فناوری ریخته گری یکپارچه عمدتاً در چهار جنبه منعکس می شوند: ماشین های ریخته گری در مقیاس بزرگ، فرمول مواد آلیاژ آلومینیوم بدون حرارت، طراحی قالب ریخته گری و فرآیند ریخته گری تحت خلاء.

2.1 دستگاه ریخته گری بزرگ

صنعت ماشین آلات ریخته گری در مقیاس بزرگ دارای موانع زیادی برای ورود و الزامات بالایی برای تئوری، تجربه و فرآیندهای تولید است. در عین حال، چرخه توسعه ماشین های ریخته گری در مقیاس بزرگ بسیار طولانی است، با سرمایه گذاری اولیه زیاد و هزینه بالا (یک دستگاه ریخته گری به طور متوسط ​​100 میلیون یوان نیاز دارد). ریخته گری یکپارچه مستلزم آن است که نیروی گیره دستگاه ریخته گری حداقل بیشتر از 6000 تن باشد (نیروی گیره در ریخته گری فشار بالا معمولی زیر 5000 تن است). در اکتبر 2021، بوهلر، سوئیس، دستگاه ریخته گری دو صفحه ای فوق العاده بزرگ Carat 840/920 (شکل 2) را با نیروی گیره تا 92000 کیلو نیوتن راه اندازی کرد. دو مجموعه از جزیره‌های ریخته‌گری قالب عیار 840 به کارخانه Torslanda ولوو تحویل داده شد تا ریخته‌گری یکپارچه انجام شود. دستگاه ریخته گری OL6200CS که توسط IDRA ایتالیا (یکی از شرکت های تابعه LK) ساخته شده است 19.5 متر طول، 5.9 متر عرض و 5.32 متر ارتفاع دارد که معادل یک زمین بدمینتون است. اندازه موثر سکو 2.35 متر طول و عرض است. فضای میز کار می تواند هر قسمتی را که طول، عرض و ارتفاع آن در 2 متر باشد قرار دهد و حداکثر نیروی گیره 6218 تن را فراهم کند. طبق پتنتی که شرکت بوهلر سوئیسی در سال 2011 اعمال کرد، می تواند حفره ای بین قالب های ریخته گری ایجاد کند، مایع آلومینیومی را به داخل حفره تزریق کند و پس از جاروبرقی فشار منفی را در حفره قالب ایجاد کند که می تواند به طور موثر آشفتگی ناشی از ریخته گری را از بین ببرد. تخلخل، که به بهبود فشردگی داخلی قطعات دایکاست کمک می کند. LK، یک کارخانه داخلی ماشین‌های ریخته‌گری، سهمی بیش از 40 درصد در بازار جهانی ماشین‌های دایکاست دارد. این شرکت در توسعه یک دستگاه ریخته گری 6000 تنی پیشتاز شد (شکل 3) و اکنون یک دستگاه ریخته گری 12000 تنی را توسعه داده است. در آوریل 2021، هائیتی متالز اولین دستگاه ریخته گری HDC8800 t را در چونگ کینگ میلیسون راه اندازی کرد، که می تواند ادغام قطعات ساختاری بزرگ مانند بدنه و شاسی از جمله وسایل نقلیه انرژی جدید را تحقق بخشد. دستگاه دایکاست 7000 تن Yizumi نیز به زودی مونتاژ خواهد شد.

2.2 آلیاژ ریخته گری فشار بالا بدون عملیات حرارتی

آلیاژ بدون عملیات حرارتی به فرمول آلیاژی خاص اشاره دارد، پس از تکمیل ریخته گری، ریخته گری می تواند خواص مکانیکی ایده آل را بدون عملیات حرارتی به دست آورد و می تواند از تغییر شکل قطعه کار در طول عملیات حرارتی (محلول در دمای بالا و عملیات پیری) جلوگیری کند. از سال 2021، شرکت های داخلی و خارجی، از جمله Alcoa، Rheinland، Tesla، Shanghai Jiaotong University، NIO، و Lizhong Group، در حال توسعه و ترویج مواد بدون حرارت هستند که ریخته گری یکپارچه را امکان پذیر می کند.

محصول Alcoa سری EZCAST C611 آلیاژ آلومینیوم ریخته گری دایکاست بدون حرارت AI-Si است که با موفقیت توسط Alcoa در دهه 1990 توسعه یافت و روی بدنه تمام آلومینیومی آئودی A8 اعمال شد. گروه Shuaiyichi یک قرارداد نمایندگی انحصاری با Alcoa امضا کرد تا نشان دهنده آلیاژهای آلومینیومی ریخته گری شده بدون حرارت Alcoa باشد. علاوه بر این، Rheinmetall آلمان همچنین سری Al-Si و سری Al-Mg بدون حرارت و آلیاژهای مقاوم و سخت مانند Castasil-37 آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری دایکاست. شرکت آلومینیوم کانادا آلیاژهای آلومینیومی ریخته گری دایکاست مانند مواد Aural-2 و Aural-3 را توسعه داده است. مواد آلیاژی بدون حرارت LDHM-02 که توسط گروه Lizhong توسعه یافته است، پتنت های مربوطه را به دست آورده و به صورت دسته ای عرضه شده است. بر اساس آخرین پتنت مربوطه "یک ماده آلیاژ آلومینیومی با استحکام بالا و بدون حرارت و روش تهیه آن" در کاربرد یکی از شرکت های تابعه Lizhong Group، مواد آلیاژ آلومینیوم توسعه یافته توسط این شرکت دارای استحکام تسلیم 130 مگاپاسکال، استحکام کششی 250 مگاپاسکال و نرخ طولی 250 مگاپاسکال است. بیش از 10٪ برای پاسخگویی به نیازهای مشتریان، گروه Lizhong به همکاری استراتژیک با Wencan رسیده است. در دسامبر 2021، مرکز آلیاژ سبک دانشگاه جیائوتنگ شانگهای و Human Horizons Gaohe Automobile به یک همکاری استراتژیک رسیدند، اولین آلیاژ آلومینیوم کم کربن Tech CastTM در جهان برای ریخته‌گری‌های فوق‌العاده بزرگ، که در مقادیر زیادی در مدل‌های بعدی Gaohe Automobile استفاده خواهد شد.

ترکیب و فرآیند مواد آلیاژی بدون حرارت پیچیده است و دارای موانع فنی بالایی است. در میان آنها، طراحی ترکیب مواد آلیاژی مانع فنی اصلی برای توسعه آلیاژهای بدون حرارت است. آلیاژهای آلومینیوم دایکاست که معمولا مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از سری Al-Si، سری Al-Mg، سری Al-Si-Cu و سری Al-Si-Mg. توزیع اجزای اصلی بر خواص مکانیکی آلیاژ مانند استحکام و سختی تأثیر می گذارد و در عین حال بر سیالیت، انجماد و غیره عملکرد ریخته گری تأثیر می گذارد.

آلیاژ SJTU-A-Mg-Si-Mn یک آلیاژ ریخته گری بدون عملیات حرارتی است که توسط دانشگاه شانگهای جیائوتنگ ساخته شده است. هدف آن افزایش استحکام تسلیم در عین حفظ چقرمگی خوب مواد است. آلیاژهای سری Al-Si و سری Al-Mg عموماً دارای استحکام و چقرمگی متوسط ​​هستند. با بهبود مستمر الزامات یکپارچه سازی و سبک وزن قطعات ساختاری ریخته گری آلیاژ آلومینیوم، توسعه آلیاژهای جدید ریخته گری باید با هدف افزایش استحکام تسلیم یا چقرمگی، در حالی که جهت سیالیت ریخته گری خوب باشد.

2.3 قالب دایکاست

ریخته گری یکپارچه دارای الزامات بالاتری در مورد استحکام و چقرمگی قالب است و به چقرمگی ضربه و پایداری حرارتی، هدایت حرارتی خوب و مقاومت در برابر خستگی، ضریب انبساط حرارتی کوچک و

مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا دایکاست نیاز به پر کردن با سرعت بالا و انجماد با سرعت بالا دارد و شرایط لازم برای دمای قالب ریخته گری، درجه خلاء، طرح شکل دهی، پارامترهای فرآیند و پس پردازش بیشتر است. ریخته گری یکپارچه به یک قالب بزرگ نیاز دارد، قالب پیچیده تر است و طراحی قالب دشوارتر است. طراحی قالب نیاز به طراحی سیستم جمع آوری اگزوز و سرباره دارد و باید از فناوری شبیه سازی CAE برای شبیه سازی فرآیند پر کردن استفاده شود. اگزوز ضعیف باعث ایجاد منافذ در قطعات و مواد زائد می شود. هنگامی که قطعه پس از ریخته گری سرد شود، اندازه آن کوچک می شود. لازم است فرآیند خنک‌سازی ریخته‌گری به‌طور دقیق شبیه‌سازی شود، یک رایزر تغذیه در قسمت خنک‌کننده نهایی تنظیم شود و از جزایر حرارتی پرهیز شود، در غیر این صورت حفره‌های جمع‌شدگی، تخلخل و عیوب ترک در طول فرآیند انقباض خنک‌کننده در قطعه ایجاد می‌شود. سازندگان طراحی قالب باید توانایی شبیه سازی و آنالیز پرکردن قالب دایکاست را داشته باشند. فقط چند قالب داخلی ریخته گری یکپارچه می توانند این کار را انجام دهند، مانند گوانگژو کاویتی، نینگبو ژنژی، فیوانگ، بیلون سایویدا، شیانگشان هلی، بیلون ژنژی، و غیره. یوان اولین مجموعه از 6 800 تن قالب های ریخته گری آلیاژ آلومینیوم فوق العاده بزرگ یکپارچه در چین با موفقیت آزمایشی در فناوری هونگتو تولید شد. قالب به طور مستقل توسط Guangzhou Cavity Mold ساخته شده است و وزن قالب بیش از 140 تن است. قطعات ساختاری یکپارچه گوانگدونگ هونگتو برای شاسی خودرو از مواد آلیاژ آلومینیومی با استحکام بالا، چقرمگی و بدون حرارت ساخته شده است. اندازه ریخته گری حدود 1.7 متر طول، 1.5 متر عرض و 0.7 متر ارتفاع و وزن ریخته گری حدود 100 کیلوگرم است. این بزرگترین آلیاژ آلومینیوم در حال حاضر است. یکی از قالب های ریخته گری با استحکام و چقرمگی بالا. اولین گروه Wencan گروه 9000 تنی در مقیاس بزرگ قطعات خودرو ریخته گری کف پشتی یکپارچه با موفقیت از خط تولید در تیانجین خارج شد و قالب ها توسط Ningbo Saiweida ارائه شد. در حال حاضر Saivida و Heli Technology در حال توسعه 12000-20000 تن قالب برای قطعات ساختاری بدنه یکپارچه هستند.

2.4 فرآیند ریخته گری دایکاست

ریخته گری یکپارچه در واقع یک سیستم کنترل با خلاء بالا است که به فرآیند دایکاست خلاء اضافه شده است که برای کنترل فرآیند جاروبرقی به سنسورهای با دقت بالا نیاز دارد. فرآیند تکنولوژیکی بسته شدن قالب، ریختن، باز کردن خلاء، جاروبرقی حفره و تخلیه، تزریق، باز کردن قالب، برداشتن، پاشش، بسته شدن مجدد قالب و غیره است. در طی فرآیند دایکاست، مخزن خلاء، دریچه اگزوز ریختن، و چهار نقطه تماس اگزوز حفره توسط سوپاپ پیش خلاء سه‌گانه کنترل و کنترل می‌شوند. با تنظیم پارامتر: شروع خلاء ریختن، پایان خلاء ریختن، خلاء حفره شروع، و حفره جاروبرقی می شود. پر کردن سریع دایکاست به راحتی می تواند منجر به عدم توانایی تخلیه کامل گاز در محفظه فشار یا حفره شود. گاز درگیر در فلز مذاب در ریخته گری به صورت منافذی وجود خواهد داشت که قابل جوش نیست و خواص مکانیکی را کاهش می دهد. بنابراین دایکاست یکپارچه باید مجهز به جاروبرقی حفره ای باشد. سیستم فرآیند دایکاست برای تولید قطعات واجد شرایط بسیار مهم است. برای ساختارهای مختلف قطعات، پارامترهای فرآیند ریخته گری باید برای مدت طولانی اشکال زدایی و بررسی شوند. حالت تزریق صحیح و پارامترهای دایکاست برای کاهش عیوب ریخته گری مفید است. بیشتر گاز در دایکاست از مایع فلزی در مرحله پیش پر شدن در محفظه فشار می آید، لازم است به طور مکرر پارامترهای تزریق آهسته بهینه شود تا از گنجاندن گاز در فلز مذاب در طول فرآیند ریخته گری جلوگیری شود. برای عملیات ذوب آلیاژ و هیدروژن زدایی، لازم است از مواد فلزی الکترولیتی با خلوص بالا در فرآیند ذوب استفاده شود تا از آلودگی توسط ناخالصی های فلزی جلوگیری شود. در حین ذوب، برای جلوگیری از اکسیداسیون و جداسازی فلز مذاب، باید به سرعت ذوب شود و آلومینیوم مذاب باید پس از ذوب، هیدروژنه شده و سرباره حذف شود. زمان نگهداری نباید خیلی طولانی باشد تا از سوختن اصلاح Sr جلوگیری شود. دمای ذوب (10±730) درجه سانتیگراد است و نباید از 780 درجه سانتیگراد تجاوز کند. روش ریختن به طور کلی از تزریق پایین استفاده می کند تا از عیوب وارد شدن در ریخته گری جلوگیری شود. زمان پاشش، زاویه و محدوده پاشش، مقدار پاشش، زاویه دمیدن، و نوع انتخاب عامل رهاسازی (تولید گاز کوچک، فرار خوب) عامل رهاسازی باید تأیید شود. قبل از بسته شدن قالب نباید رطوبت باقیمانده در حفره وجود داشته باشد. دمای ریخته گری 700 ~ 710 ℃ است، حدود 20 ℃ بالاتر از AlSi10MnMg. قالب نیاز به استفاده از یک کنترل کننده دمای قالب ویژه برای کنترل دمای قالب دارد و دمای قالب به طور کلی در 120 ~ 180 ℃ کنترل می شود. در طول فرآیند دایکاست، سیستم پمپاژ خلاء باید به موقع شروع شود. پس از اینکه پانچ اسپرو را آب بندی کرد، پمپاژ خلاء باید بلافاصله شروع شود. قبل از پر شدن محفظه فشار، درجه خلاء باید رعایت شود. زمان پمپاژ خلاء باید تا حد امکان افزایش یابد و شیر خلاء باید تا حد امکان دیر بسته شود. کیفیت قطعات ریخته گری یکپارچه بسیار مهم است و شیر خلاء اساساً به واردات بستگی دارد. نرخ عبور اولین دایکاست یکپارچه تسلا 65٪ تا 72٪ بود و نرخ سود ناخالص می تواند به 30٪ برسد. پس از بازنگری استاندارد کیفیت ریخته گری در فوریه 2022، نرخ عبور به بیش از 80٪ رسید.

 

3 نتیجه گیری
فرآیند ریخته گری یکپارچه آلیاژ آلومینیوم یک فناوری انقلابی بزرگ در ساخت قطعات ساختاری خودرو است. در 50 سال گذشته، فرآیند تولید بدنه خودرو همیشه تحت سلطه جوشکاری رباتی پس از مهر زنی ورق بوده است. فناوری ریخته گری یکپارچه تغییرات عمده ای را در فرآیند تولید بدنه خودرو ایجاد کرده است. ماشین‌های ریخته‌گری به عنوان تجهیزات اصلی برای تولید خودرو در حوزه انرژی جدید جایگزین ربات‌های جوشکاری خواهند شد. تحت ارتقای هدف "کربن دوگانه"، فناوری ریخته گری یکپارچه دارای مزایای آشکاری از نظر کارایی تولید، کاهش هزینه و کاهش وزن است. طراحی و ساخت ریخته گری یکپارچه آلیاژ آلومینیوم یک فناوری یکپارچه همه جانبه با موانع فنی بالا، از جمله توسعه نرم افزار و کاربرد، طراحی ساختار اجزاء، توسعه مواد بدون حرارت، فرآیند شکل دهی دایکاست، ظرفیت واحد ریخته گری قالب، و طراحی قالب در مقیاس بزرگ است. نوآوری به طور خاص، طراحی و ساخت قالب نه تنها باید سیالیت مواد ریخته گری، تعادل حرارتی، عمر قالب، فرآیند تشکیل قطعه و تضمین کیفیت را در نظر بگیرد، بلکه باید بهینه سازی فناوری پردازش بعدی قطعات را نیز در نظر بگیرد. "فرآیند و تجهیزات قالب گیری ریخته گری یکپارچه" در طرح تحقیق و توسعه کلید ملی گنجانده شده است. توسعه مستمر صنعت خودروهای انرژی جدید، توسعه فن آوری ریخته گری یکپارچه آلیاژ آلومینیوم را تا حد زیادی ترویج می کند و ریخته گری یکپارچه آلیاژ آلومینیوم به فرآیند تولید ترجیحی برای شرکت های خودروهای انرژی جدید تبدیل می شود.