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从潜力到生产力:消失模铸造接棒新国标轻量化需求

万创投行2025-12-08 18:31
新国标下,一辆电动自行车的“瘦身”革命。

近日,国家认监委发布《关于严格电动自行车强制性产品认证管理的公告》,对电动自行车生产、销售作出明确规定。新规明确规定将整电动自行车塑料件质量占比限制在5.5%以下,这一关键变化直接驱动了车身结构“以镁代塑、以铝代塑”的轻量化转型,从而对车架、轮毂等关键金属部件的精密成形工艺提出了前所未有的高要求。在这一趋势下,以消失模铸造为代表的近净成形、可一体化制造复杂薄壁件的绿色铸造技术,其技术优势与产业需求实现了精准对接。

在这一明确的市场驱动下,消失模铸造技术正从细分领域快速走向产业聚光灯。一方面,技术高度不断突破:我国已成功应用该技术实现某型航空发动机关键复杂构件的“一体化铸造成形”,不仅工序大幅缩短,性能更达国际先进水平。另一方面,商业应用加速渗透:以深耕近三十年的神悦铸造为代表的企业,其已成功承接包括德尔福、博世、奔驰、宝马等在内的国际知名企业的行业标杆项目。这标志着该项绿色铸造工艺已步入规模化应用与价值验证的新阶段。

长期以来,消失模铸造因其能够实现近净成形、大幅减少加工余量与材料浪费,被视作基础制造领域的“潜力股”。然而,受制于关键技术瓶颈与初期投资门槛,其应用一度局限于特定领域,使得国内掌握消失模有色金属铸造工艺的公司仅有个位数,全球范围内也屈指可数。如今,局面正在发生根本性改变。在宏观层面,《绿色铸造企业评价标准》等政策正将“工艺革新”推向减碳核心。在微观需求层面,新能源汽车、航空航天、高端泵阀,以及正在经历材料与工艺革新的电动自行车等行业,对复杂薄壁、一体化结构件的迫切需求,与消失模铸造的技术优势完美契合。

由此,一场围绕该技术的创新与布局正在加速。从实验室的精密样品走向规模化产线,消失模铸造正跨越从“潜力”到“生产力”的关键门槛。 其所代表的高精度、低能耗、少排放的未来铸造模式,正吸引着资本与产业的前瞻性目光,开启一个基础工艺驱动产业跃迁的新投资叙事。

消失模铸造技术原理与核心工艺发展解析

消失模铸造(LFC)技术最早于20世纪50年代在美国被发明,并在德国、日本等工业强国得到发展。中国自20世纪80年代开始工业化应用研究,并在21世纪后,随着对铸件精度、复杂度和环保要求的日益提高,进入了大规模应用和技术快速迭代的阶段。

(一)技术原理与核心工艺流程分析

消失模铸造,亦称实型铸造,其工艺本质是一场精密的“置换”艺术。该技术采用泡沫塑料制作与最终铸件完全一致的实体模型,经浸涂耐火涂料、干砂振动造型后,在负压条件下浇注高温金属液。金属液在充型过程中使泡沫模型迅速气化消失,并精确复制其空间形状,最终冷凝成形。这一过程融合了高分子材料的热解、金属流体力学的动态填充以及物理场(负压、振动)的协同作用,其核心目标是以近无余量的方式实现复杂构件的精密成形,同时将环境污染降至最低,因而被广泛认可为绿色铸造技术的关键分支。

1、核心工艺流程与关键技术节点

一项高质量消失模铸件的诞生,高度依赖于一条环环相扣、精准控制的工艺链。该流程可系统地解构为以下六个关键步骤,每个节点都承载着特定的技术使命。

第一步:高精度泡沫模样的制作。这是所有工序的起点,其质量决定了铸件的初始轮廓精度。模样通常采用可发性聚苯乙烯(EPS)、甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯共聚树脂(STMMA)等材料,通过预发泡、熟化、模具发泡成型或数控加工而成。对于复杂结构铸件,往往采用分片成形后再粘接组合的工艺。此阶段(常被称为“白区”工序)被认为是决定最终铸件质量最为关键的环节,因此模具的设计水平、珠粒的预发泡密度与均匀性控制至关重要。

第二步:模组的集成化组合。将单个或多个泡沫模样与浇注系统、冒口系统通过专用胶粘剂精确粘接,组合成“模型簇”。这一设计实现了“一箱多件”的集群化生产,显著提升了生产效率和砂箱利用率,是现代化消失模生产线实现规模效益的基础。

第三步:高性能耐火涂料的涂覆与干燥。涂料层是泡沫模样与高温金属液之间的唯一屏障,其性能具有双重性:一方面必须具备极高的耐火度和强度,以抵抗金属液的冲刷和静压力;另一方面又需具备优良的透气性,能及时导出泡沫气化产生的大量气体。涂层厚度需根据铸件材质和结构精确调控,通常在0.5-2mm之间。涂覆后需经过充分干燥,以消除水分并强化涂层。

第四步:干砂振动造型。将涂覆好的模型簇放入特制砂箱,填入无粘结剂、干燥的硅砂或宝珠砂等造型材料。随后启动三维微振紧实台,通过特定频率和振幅的振动,使干砂在模型周围及内部空腔流动并达到高度紧实,从而在浇注时稳固支撑型腔,确保铸件轮廓清晰,防止胀箱或变形。

第五步:负压条件下的浇注与置换。这是整个工艺最关键的相变时刻。在砂箱顶部覆盖塑料薄膜密封,并启动真空系统,使型砂在0.02-0.06 MPa的负压作用下进一步紧固,形成高刚度的铸型。随后,高温金属液被浇入。泡沫模型在高温下迅速发生热解、气化,产生的气体通过涂层和砂型的空隙被负压系统抽走,金属液则同步前沿推进,完成对模型空间位置的精确置换。

第六步:落砂与铸件清理。铸件凝固冷却后,解除负压,翻转砂箱,干砂在重力作用下自然流出,可实现近乎100%的回用。铸件取出后仅需进行简单的抛丸清理,即可获得表面光洁的近净形产品,与传统铸造相比,清理工作量显著减少。

消失模铸造工艺流程示意图

2、关键工艺要素的深度协同

上述流程的顺畅执行,离不开以下三大要素的深度协同与精确控制,它们共同构成了消失模铸造技术的“铁三角”。

①模样材料体系的选择与演进。不同材质的热解特性直接关联铸件缺陷的形成。目前主流材料呈现梯度化应用格局,如下表所示:

②涂料技术的核心作用。涂料是工艺成败的“牛鼻子”。一种理想的消失模涂料必须兼顾看似矛盾的多重性能:良好的涂挂性、足够的常温与高温强度、优异的透气性以及高温烧结后的剥离性。在实际生产中,涂料引发的缺陷占比较高,例如涂层强度不足会导致冲砂,透气性差会引发气孔、浇不足,而抗裂性差则在烘干时就会导致涂层开裂。因此,以神悦铸造为代表的先进企业,将涂料的研发与定制化配比作为其核心技术壁垒,针对不同合金和铸件结构开发专用涂料体系。

③工艺参数的精准闭环控制。这是一个动态优化的过程,主要包含三个维度:

浇注温度:需比同材质砂型铸造高30-50℃,以补偿泡沫气化吸收的潜热,保证金属液的充型能力;

负压度:根据合金种类和铸件结构动态调节。一般铸铝件为0.02-0.03 MPa,铸铁件为0.04-0.06 MPa,铸钢件取上限。负压既强化砂型,又是排出热解气体的主要动力;

振动参数:包括频率、振幅和时间,其优化目标是使干砂在模型复杂曲面和枝杈部位达到均匀且足够的紧实度,避免局部疏松导致金属液渗入形成机械粘砂。

(二)关键技术难点与突破方向

尽管消失模铸造技术优势显著,但其工业化应用进程中仍面临一系列公认的技术挑战。攻克这些难点,正是行业技术进步和领先企业构筑竞争力的主战场。

1、模样材料与制备精度的瓶颈

泡沫模样的质量是先天基因。当前难点首先在于低密度与高强度的矛盾。为减少发气量,希望模样密度尽可能低;但为保证在搬运、涂挂、振动过程中不变形,又需要足够的强度。其次,复杂内腔与薄壁结构的成形困难。对于具有复杂内流道或超薄壁(<3mm)的铸件,泡沫模样的成形、脱模及后续的涂料涂覆均匀性控制难度极大。最后,尺寸稳定性控制也是一个挑战,泡沫在熟化和干燥过程中存在收缩,受环境温湿度影响大。

突破方向:材料方面,正在开发具有更低热解残留、更高比强度的新型共聚物和改性材料。制备工艺上,并行工程与数字化设计被广泛应用,即在产品设计阶段同步进行铸造工艺性和模样制造工艺性的三维仿真分析,优化分型与结构。此外,高精度数控加工也成为制造原型件或小批量复杂模样的重要手段,直接由CAD模型驱动加工,避免了模具成本与周期。

2、涂料技术的高性能化挑战

涂料性能直接决定了金属/铸型界面的反应结果。主要难点体现在:第一,高温强度与透气性的平衡。许多涂料在常温下性能良好,但在1600℃ 以上的高温金属液长时间冲刷下强度急剧下降,导致冲砂缺陷。第二,抗裂性与涂挂性的统一。涂层在干燥过程中因水分蒸发会产生收缩应力,容易在转角或厚薄交界处开裂。第三,涂料工艺的稳定性。包括浆料的悬浮稳定性、抗发酵变质能力,以及批次间性能的一致性控制。

突破方向:前沿研究聚焦于开发高温陶瓷化涂料。这种涂料在室温下具有常规涂料的工艺性能,但在达到一定高温后能发生陶瓷化烧结,形成一种既坚固又多孔的网络骨架结构,从而同时实现极高的高温强度和优异的透气性。此外,针对特定缺陷的功能化涂料也在发展,如利于涂层剥离的涂料、激冷涂料等。在应用工艺上,单层涂料工艺正在被探索,旨在通过单层达到原有双层涂料(面层+背层)的性能,简化流程并减少因层间结合问题引发的缺陷。

3、过程控制与缺陷防治的精细化

消失模铸造是一个“黑箱”过程,金属液充型、泡沫气化、气体排出、金属凝固等多个物理化学过程在瞬间耦合进行,难以直接观测。这导致碳缺陷(皱皮、积碳、碳渣孔)和气孔缺陷成为长期困扰行业的难题。这些缺陷的根源在于泡沫热解产物(液态或固态烃类)未能及时排出型腔,或被卷入金属液中。

突破方向:行业正从被动检测向主动预防和过程干预发展。一方面,通过工艺监控与智能化,实时采集浇注温度、负压曲线、真空度等数据,建立工艺参数与缺陷关联的数据模型,实现预测性调控。另一方面,涌现出一些革命性的工艺变革:

空壳铸造技术:在浇注金属前,先通过浇冒口点燃泡沫模样,并注入少量氧气,使其在型内激烈燃烧并完全气化,形成一个洁净的“空壳”型腔,从而彻底消除碳源。此技术尤其适用于低碳钢、合金钢等对增碳敏感的材质。

振动浇注技术:在浇注的同时,对砂箱施加特定频率(如150-200 Hz)的微幅机械振动。振动场能打碎金属液前沿的枝晶,细化晶粒,并促进热解气体的逸出,从而显著提升铸件的致密度和综合力学性能。

无薄膜密封工艺探索:旨在取消传统的塑料薄膜密封,通过其他方式维持铸型密封性,以简化操作并研究其对改善热解环境、减少碳缺陷的潜在影响。

以神悦铸造的实践为例,其通过集成应用上述多项突破性技术,特别是在高性能陶瓷化涂料与振动浇注工艺的结合上形成了独特优势。该公司能够为高端液压阀体、变速箱壳体等复杂铸件提供稳定可靠的解决方案,有效控制了碳缺陷和气孔缺陷,将铸件综合废品率控制在极低水平,展现了通过系统性技术创新攻克行业痛点的强大能力。

万创投行认为,消失模铸造技术的发展,正从对单一工艺环节的优化,迈向材料、工艺、控制、装备全链条的深度融合与系统创新。未来,随着数字化、智能化技术的进一步渗透,以及对铸件性能要求的不断提升,该技术必将在精度控制、缺陷防治、材料适应性及绿色生产方面实现更深层次的突破。

消失模铸造产业链与市场全景分析

本章将全面剖析中国消失模铸造行业的市场现状、核心驱动力、产业链结构及未来增长逻辑,旨在勾勒出一幅清晰的发展全景图。

(一)市场现状与规模:基数庞大且持续扩张的应用生态

当前,中国消失模铸造市场已建立起庞大的消费群体基数,并形成了以重点产业为核心驱动的市场规模。从消费群体看,采用消失模铸造技术的企业主体逐渐广泛。政策和下游厂商的双重推动,使越来越多的企业开始重视消失模铸造技术,尤其是在铝的制备上。例如,领先企业神悦铸造通过采用消失模工艺制作试制件铸铝模具,将模具成本与周期压缩至传统铸造钢模的1/10;在大批量生产中采用锻铝模具,寿命可达传统钢模的10倍以上,实现了效率与成本的革命性优化。这类企业深度嵌入到国家装备制造业的关键链条中,构成了一个层次分明、需求明确的市场结构。

从应用领域与消费群体结构来看,市场需求高度集中。汽车产业链是绝对的龙头,占比约为45-50%,这主要得益于新能源汽车对轻量化、一体化复杂结构件(如电机壳体、电池盒支架、底盘件)的爆发性需求。工程机械、重型装备领域占比约25-30%,对大型、高强度的耐磨铸件有稳定需求。此外,约15-20% 的市场面向泵阀、管件等通用机械领域以及出口导向型铸件厂,这些企业多集中于江苏、浙江、广东等制造业发达省份,凭借消失模铸造工艺提升产品国际竞争力。

特别值得关注的是,在电动自行车领域,消失模铸造正迎来新的增长点。新国标规定正驱动行业向轻量化、高端化快速转型,为了在限重条件下保证车架强度和续航,头部企业已开始采用铝镁合金等轻量化金属材料替代部分塑料结构件。这为擅长精密、复杂结构件成型的消失模铸造工艺打开了市场空间,特别是在高端车型的车架连接件、电机壳体、一体化底盘等部件的生产上。中国电动自行车社会保有量已超3.8亿辆,年销量规模约5000万台,其持续的存量替换与升级需求,构成了一个庞大且稳定的潜在市场。

与多元化的消费群体相对应的是持续增长的市场规模。尽管公开的精确统计较少,但综合行业数据来看,中国消失模铸造市场已形成一个规模达数百亿级的细分产业,并呈现稳定的扩张态势。这一规模不仅体现了下游产业的强劲需求,也反映出消失模铸造工艺在替代传统砂型铸造、熔模铸造等工艺过程中的市场渗透成果。

(二)市场渗透率与核心驱动因素:政策、效率与需求的三重奏

市场渗透率的提升并非自发过程,而是由一系列强大的外部压力和内在优势共同驱动。当前,中国消失模铸造行业正处于渗透加速期,其核心驱动力可归结为政策推动、成本效率优势显现以及下游产业升级带来的高端需求牵引。

首要驱动力来自日趋严格的环保政策。中国“双碳”战略目标的深入推进,对制造业的绿色转型提出了刚性要求。传统铸造工艺因使用有机粘结剂,会产生大量挥发性有机物和固体废弃物。相比之下,消失模铸造使用干砂造型,无需粘结剂,从源头上大幅减少了污染排放,更容易满足日益严格的环保法规。国家层面发布的《关于推动铸造和锻压行业高质量发展的指导意见》等文件,也明确将绿色、精密铸造工艺列为鼓励发展方向,为行业提供了强有力的政策背书。

业内领先企业神悦铸造通过系统化应用LFC工艺和配套环保技术,在实现生产效益的同时,有效践行了绿色制造理念。

其次,显著的成本与精度优势是企业进行工艺替代的内在经济动因。行业实践表明,LFC工艺通过简化生产流程,能有效降低工序与人工成本。更重要的是,其近净成形的特点极大减少了机械加工余量,提高了材料利用率。在精度方面,LFC特别适用于具有复杂内腔、曲面结构的铸件生产,解决了诸多传统工艺难以应对的“卡脖子”构件难题,如发动机缸体、液压集成阀块等。

第三,下游产业的结构性升级产生了高端需求牵引。这一点在新能源汽车领域表现尤为突出。根据中国汽车工业协会发布的数据,2025年上半年,中国新能源汽车市场渗透率已跃升至44.3%。产业的爆发式增长对铝合金、镁合金等轻量化材料的复杂结构件需求激增,这恰恰是LFC工艺的优势领域。同时,航空航天、高端医疗设备等领域对钛合金、高温合金等难加工材料的精密铸件需求,也在不断拓宽LFC技术的应用边界,推动其向更高端市场渗透。

然而,市场渗透也面临认知与转换阻力。国内许多主流厂商的研发部门对消失模铸造工艺仍较为陌生,启用新工艺存在决策风险和高额沉没成本(如既有压铸产线与模具的废弃)顾虑。神悦铸造的许多客户最初都是在传统工艺无法满足需求时,才转而寻求其解决方案。此外,部分厂商也担忧因神悦在技术上的领先性而可能产生的供应链依赖风险。

(三)产业链供给能力分析:趋于完善但仍存瓶颈的协同网络

一个健康的市场离不开健全的产业链支撑。中国消失模铸造产业链已初步形成从上游材料设备到中游铸造服务,再到下游广泛应用的完整体系,但各环节的供给能力存在差异。

上游——材料与设备:基础稳固与高端依赖并存。 上游主要包括可发性珠粒、专用涂料、干砂以及振动台、真空系统等关键设备。目前,普通珠粒和涂料已基本实现国产化,能满足中低端市场需求。然而,用于生产高端、薄壁铸件的特种材料,其稳定性与进口产品相比仍有提升空间。在核心设备方面,国产自动化LFC生产线已能提供性价比高的解决方案,但一些高精度、高可靠性的关键单元仍部分依赖进口,这在一定程度上制约了行业整体智能化水平的提升。

中游——铸造服务:规模化与专业化分工深化。 中游是各类消失模铸件生产企业。市场呈现出分层竞争格局:一方面,大型铸造企业通过引进自动化生产线,致力于实现规模化、标准化生产;另一方面,大量中小型专业化企业则聚焦于特定材料或特定产品,依靠工艺诀窍和灵活服务占据细分市场。

下游——高端装备应用:需求拉动与技术反馈闭环。 下游应用已全面覆盖汽车、工程机械、电力设备等领域。高端装备制造业对铸件性能、可靠性的严苛要求,正不断“倒逼”中上游进行技术革新。这种紧密的互动关系,形成了“需求提出-技术攻关-工艺改进-应用验证”的良性循环,是推动整个产业链技术进步的核心动力。

(四)市场增长预测维度:迈向智能化与协同化的未来

展望未来,中国消失模铸造市场的增长将不再仅依赖于产能扩张,而是更多维度的质量变革与效率提升。其增长前景可从技术、需求和产业三个维度进行预测。

技术成熟度曲线迈向产业化高原期。 行业共识认为,LFC技术本身正从示范推广阶段进入大规模成熟应用阶段。未来的技术发展将更注重与数字化、智能化技术的融合:

例如,利用3D打印技术快速制造泡沫原型,可极大缩短新产品开发周期;通过引入物联网传感器和人工智能算法,实现对浇注温度、负压度等关键工艺过程的实时监控与优化,提升生产稳定性和产品一致性。

需求端结构升级创造高价值新空间。 市场需求正从“有无”向“好坏”升级。以新能源汽车为代表的产业变革持续深化,叠加高端装备的自主化、以及半导体等新兴领域的发展,将对铸件的轻量化、高性能、高精度提出永无止境的要求。这为能够生产高强度铝合金、镁合金铸件,以及解决超大、超薄、超复杂结构成型难题的LFC工艺,打开了更具附加值的市场空间。

产业协同与智能化赋能构建新生态。 未来的竞争将是产业链协同能力的竞争。政策倡导建设特色产业集群,旨在推动产业链上中下游实现协同创新和融通发展。

同时,行业性的博览交易与技术交流活动日益频繁,为技术成果转化、供应链对接提供了重要平台。智能化赋能则将贯穿整个产业链,从基于数字孪生的模具设计,到智能排产与柔性制造,最终推动中国消失模铸造行业从传统制造向智能服务转型。

万创投行预测10年全球/国内消失模铸造预测市场规模及增速情况

万创投行认为,中国消失模铸造行业正站在一个规模与质量并重发展的新起点。在明确的政策指引、强劲的市场需求和持续的技术创新推动下,通过补强产业链短板、深化产业协同、拥抱智能化变革,整个行业有望突破当前瓶颈,在保障国家高端装备制造业产业链供应链安全稳定的进程中,实现自身的高质量发展。

消失模铸造行业的竞争格局与核心壁垒分析

(一)核心铸造工艺横向对比:消失模铸造的综合性优势

在铸造行业的多种工艺路线中,消失模铸造凭借其独特的技术原理,实现了设计自由度、生产成本与环保性能的高效平衡,确立了其在中高端复杂铸件制造领域的独特地位。铸造工艺的分类体系多样,但综合归纳后可得出以下12种核心铸造工艺:

综合来看,消失模铸造的核心竞争力在于它完美地平衡了设计自由度、生产成本和环保性能。它以远低于精密铸造的成本,实现了接近精密铸造的复杂结构成型能力和尺寸精度,同时克服了传统砂型铸造的精度差、污染重等弊病,尤其在生产结构复杂的一体化铸件、实现近净成形、大幅降低后续机加工成本方面,具有不可替代的独特优势。

(二)政策与产业支持:构筑绿色制造的发展基石

国家层面对制造业绿色低碳转型的战略定位,为消失模铸造这类清洁生产工艺提供了前所未有的政策机遇和发展空间。政策导向已从宏观目标细化至具体的行业行动方案,形成了全方位的支持体系。

1、顶层设计明确绿色转型方向

工业和信息化部明确提出,绿色低碳是新型工业化的生态底色,需协同推进降碳、减污、扩绿、增长。这一根本理念指引着包括铸造在内的传统制造业发展范式转变。2025年5月,国务院常务会议审议通过《制造业绿色低碳发展行动方案(2025-2027年)》,强调要加快绿色科技创新和先进绿色技术推广应用,结合大规模设备更新政策,推动传统产业进行深度绿色转型。这为铸造行业淘汰落后产能、引进如消失模铸造等先进工艺提供了直接的政策依据和潜在的更新改造动力。

2、具体目标创造市场空间

为实现2035年国家自主贡献目标,即非化石能源消费占比达到30%以上,风电和太阳能发电总装机容量达到2020年的6倍以上,新能源汽车成为销售主流,清洁能源和高端装备产业链将迎来爆发式增长。这些终端产业所需的关键部件(如风电轮毂、新能源汽车电池盒壳体、电机壳等)往往结构复杂,正是消失模铸造的优势领域。例如,行业龙头企业神悦铸造前瞻性地布局相关领域铸件的研发与生产,正是把握了这一政策驱动的市场趋势。

3、产业协同与创新平台支撑

政策鼓励构建绿色制造体系,培育绿色工厂和绿色供应链。这促使下游主机厂在选择供应商时,更看重其环保工艺。同时,行业内部也在形成创新合力。

例如,2025年举办的首届中外消失模铸造博览与交易大会,旨在集中展示如“中铸1号”工业废气净化技术等创新成果,该技术能实现有机废气的完全燃烧净化,达到国家排放标准,解决了行业环保痛点。这类行业平台促进了技术扩散和产研结合,为注重技术创新的企业提供了展示与合作的机会。

万创投行认为,从国家战略到地方执行,再到产业协同,行业形成了全方位的政策支持体系。政策导向清晰,支持力度大,为行业的长期、健康、高质量发展提供了坚实的保障。

(三)行业竞争壁垒分析:多维构筑的护城河

当前,消失模铸造行业的竞争核心已从产能规模转向技术实力与综合解决方案能力。新进入者将面临由技术、资本、认证和人才共同构成的高耸壁垒。

1、技术工艺壁垒: Know-how的长期积淀

高端消失模铸造是材料科学、热力学、流体力学和自动控制等多学科交叉的复杂系统。其技术壁垒不仅在于设备,更在于深嵌于生产实践中的“工艺诀窍”。

例如,泡沫模样的密度控制、涂料配方的性能优化、浇注温度与负压度的动态匹配等参数,都需要企业经过数年的试错、数据积累和迭代优化才能稳定掌握。在航空航天、高端汽车等对性能有严苛要求的领域,任何微小的参数偏差都可能导致产品内部缺陷而报废。

龙头企业通常建立了专有数据库和工艺规范,这种基于长期实践的知识沉淀是新进入者短期内难以逾越的障碍。持续的技术创新是巩固这一壁垒的关键,如近年来行业关注的气化空壳无负压浇注等新工艺,正在进一步拓宽技术的应用边界。

2、初始投资与规模壁垒:重资产与持续投入

建设一条现代化、自动化的消失模铸造生产线是典型的资本密集型投资。这涵盖了高精度的模具加工中心、自动化的预发与成型机、大型的振实台与砂箱、先进的熔炼设备、精密的负压与浇注控制系统,以及必须配套的环保处理设施。一个中等规模的智能化消失模铸造工厂,总投资动辄上亿元。

此外,为保证产品的一致性和可靠性,对光谱仪、三维扫描仪、在线检测等高端质量检测设备的投入也必不可少。除了高昂的初始投资,企业还需要将年销售收入的5%至8%持续投入研发,以跟踪材料升级、工艺优化和设备改进,这构成了持续性的资本壁垒。

3、客户认证壁垒:漫长的信任构建

在汽车、工程机械、高端泵阀等目标应用领域,下游客户对供应商实行极为严格的质量管理体系认证和产品认证。进入全球主流供应链,必须通过汽车、航空航天等行业专属认证,过程复杂、周期漫长,通常需要2-3年,且成本不菲。

更为关键的是,在通过体系认证后,单个产品的定点审核、样品测试、小批量试装再到批量供货,又是一个漫长的周期。一旦通过认证并实现稳定供货,双方将建立起高度的信任与黏性,合作关系往往可维持十年以上,形成稳定的市场壁垒。新供应商很难轻易撼动这种基于长期合作和性能验证的牢固关系。

神悦铸造已成功进入奔驰、宝马、博世等全球顶级供应链并完成多项标杆项目,这不仅是对其技术和质量的最高认可,也为其构建了极高的客户认证壁垒。同时,下游客户因顾虑工艺转换责任、沉没成本及供应链依赖风险而产生的犹豫,客观上也延长了新进入者获得信任的周期。

4、人才壁垒:复合型专家的稀缺

行业的竞争最终是人才的竞争。高端消失模铸造需要的是跨学科的复合型人才,他们既要懂铸造材料和工艺,又要熟悉模具设计、自动化控制,甚至要具备应用人工智能等新技术优化生产过程的前瞻视野。这类人才的培养无法一蹴而就,往往需要“理论+实践”的长期磨炼。当前,高校教育与企业实际需求存在一定的脱节,而行业内成熟的工艺师、工程师供给严重不足。

而领先企业通过建立内部学院、与高校合作定制培养、构建“不看证书看实力”的技能评价与激励机制等方式,构筑自己的人才梯队。这种系统化的人才培养和保留能力,成为了竞争对手难以复制的核心资源壁垒。比如神悦铸造这类企业,持续投入研发、深耕特定高端应用领域并构建了完整生态体系的企业,更有可能拓宽自身的护城河,在高质量发展的新周期中实现持续领跑。行业竞争的本质,已清晰地从规模扩张转向以技术创新和综合服务能力为内核的深度竞争。

万创投行认为,对于行业从业者及投资者而言,未来的赢家将是那些能够将工艺Know-how深度数字化、智能化,并能紧密对接下游新兴产业需求,提供从材料到成品的一体化解决方案的企业。

消失模铸造行业的价值重塑与投资蓝图

中国消失模铸造行业已从一种单纯的精密铸造工艺,跃升为支撑高端装备制造、解决复杂结构成形难题的战略性基础技术。本章将从投资逻辑、核心价值与未来路径三个维度,系统梳理行业的投资脉络。

(一)核心投资逻辑的四重验证

投资消失模铸造行业的底层信心,源于其在需求、供给、政策和技术四个维度经受住了充分验证,形成了一个坚实且自洽的闭环逻辑。

1、需求侧验证:基本盘稳固,增长极明确

行业的增长动力具有显著的层次性和长期性。以汽车和工程机械为代表的传统核心市场,正经历电动化与轻量化的产业革命。新能源汽车对电池包壳体、电机壳体等复杂、轻量化铸件的需求,为消失模工艺开辟了全新战场。

与此同时,战略性新兴市场正成为爆发式增长的引擎。航空航天领域对高温合金、钛合金等难加工材料的复杂构件(如涡轮叶片)需求持续高企;高端装备、医疗器械等领域对个性化、近净成形部件的追求,使得消失模技术几乎成为不可替代的选项。这种由传统产业升级与新兴产业爆发共同驱动的需求格局,确保了市场的广度与深度。

2、供给侧验证:结构优化,良币驱逐劣币

行业正经历一场深刻的供给侧结构性改革。一方面,技术创新是头部企业构建护城河的核心手段。例如,2025年行业博览会上展示的“中铸1号”工业废气净化技术,采用涡喷燃烧方案,能有效处理苯系物和二噁英,达到国际领先水平,从根本上解决了环保痛点。另一方面,日趋严格的环保政策正加速行业洗牌。国家“双碳”目标及相关环保法规(如对铸造废气的严格限制)使得高能耗、高污染的落后产能难以为继,合规成本显著提升。这双重压力下,技术薄弱、环保不达标的中小企业加速退出,市场份额持续向拥有核心技术和环保解决方案的优质企业集中,行业集中度提升趋势不可逆。

3、政策验证:导向清晰,提供坚实保障

从国家顶层设计到地方配套,政策支持脉络清晰。工业和信息化部、国家发展改革委等部门联合印发的《关于推动铸造和锻压行业高质量发展的指导意见》,明确提出了提升行业整体水平、保障产业链安全的目标。这为消失模等先进工艺的发展定下了基调。政策不仅在于“鼓励”,更在于通过“约束”倒逼升级。环保标准从“末端治理”转向“源头控制”,这看似是挑战,实则为早已布局绿色工艺(如气化空壳、废气净化技术)的企业创造了更公平、更具优势的竞争环境。政策的确定性与执行力,为行业高质量发展扫清了障碍。

4、技术验证:工艺成熟且进化力强

消失模铸造本身在应对复杂结构、一体化成形、轻量化等现代制造需求方面,已证明了其卓越的经济性和技术价值。更重要的是,该技术展现出强大的融合进化潜力。其与3D打印的结合,实现了原型和模具的快速制造,极大缩短了复杂产品的开发周期;与CAE模拟仿真技术的融合,使工艺参数优化和缺陷预测成为可能,显著提升了产品良率和稳定性。这种与前沿数字技术深度融合的能力,确保了其技术生命力的持久性。

(二)不可复制的核心投资价值

基于上述逻辑,消失模铸造行业呈现出三点独特的投资价值,使其区别于传统制造业赛道。

其一,黄金赛道的战略卡位价值。 该行业恰好位于“制造业转型升级”与“绿色可持续发展”两大国家战略主线的交汇点。它不仅是传统铸造业提质增效的关键路径,更是攻克航空航天发动机、高端液压系统等领域复杂部件“卡脖子”难题的核心工艺之一。因此,投资于该行业,实质上是投资于中国高端制造业自主可控与基础工艺革命的确定性未来,具备超越普通行业的战略意义和成长空间。

其二,结构性变革中的“戴维斯双击”机遇。 当前行业正处于从“分散、粗放”走向“集约、高质量”的深刻变革期。在技术升级与环保趋严的双重驱动下,市场份额正加速向龙头企业聚集。这些企业有望同时享受 “市场份额提升” 与 “利润率改善” 的双重红利。利润率改善源于对高附加值市场的渗透、规模化效应以及因环保成本内部化而带来的行业整体定价能力修复。这种“量价齐升”的潜力,构成了典型的“戴维斯双击”投资机会。

其三,穿越周期的系统性成本优势。 消失模技术的核心竞争力,最终体现在其为下游客户创造的全生命周期综合成本优势上。其“近净成形”特性大幅减少了后续机加工量和材料损耗;“绿色环保”特性则帮助下游客户应对日益收紧的环保监管,降低环境风险成本。这种深度嵌入客户价值链、帮助客户实现“降本、增效、合规”的系统性优势,使得行业需求具备较强的韧性,能够更好地抵御宏观经济周期性波动。

(三)投资展望与聚焦建议

展望未来,行业的发展路径将愈发清晰:高端化、智能化、绿色化与服务化。对于投资者而言,不应再以传统制造业的视角进行泛化投资,而应聚焦于产业链中价值最集中、壁垒最高、成长性最确定的环节。建议重点关注以下三类企业:

技术驱动型领军者: 这类企业掌握着行业发展的命脉,其护城河体现在深厚的技术Know-how和持续的研发创新能力上。它们可能是高性能、可发性模型材料(EPS/STMMA)的研发商,是决定铸件表面质量与成品率的特种涂料(如实现骨料配比突破的“桂林5号”涂料)配方专家,或是像“中铸1号”那样提供革命性环保净化解决方案的科技公司。投资它们,即是投资于行业技术进步的标准定义权。

应用场景深耕者: 这类企业的价值在于其与高景气下游深度绑定的能力。例如一家专注于航空航天发动机复杂内腔叶片铸造、并已通过严格资格认证的企业。它们通过提前卡位特定赛道,与头部客户形成紧密的研发协同和供应链关系,构建了强大的客户粘性与应用场景壁垒。即使行业技术扩散,其深厚的工艺经验数据和客户信任也难以被轻易替代。

系统集成与赋能者: 这是产业升级背景下催生的新模式。这类企业不一定是最大的铸件生产商,但一定是能够提供从CAE模拟分析、3D打印快速制模、到自动化生产线设计与实施、智能车间管理系统,乃至最终环保处理方案的“交钥匙”整体服务商。它们扮演着传统铸造厂数字化转型的“赋能者” 角色。

例如,神悦铸造正致力于从一家精密铸件生产商转型为解决方案赋能平台。其战略是将自身积累的消失模工艺Know-how封装成“通用技术资产包”和“黑灯工厂”标准模块,向其他厂商提供成套设备与整体解决方案。这种商业模式创新不仅能有效保护其知识产权、降低客户合作疑虑,更能打开更广阔的产业赋能市场,获取产业链上的核心价值。

万创投行认为,中国消失模铸造行业的投资故事,是一个关于在确定性产业趋势中,寻找结构性变革赢家的故事。它要求投资机构摒弃旧思维,以新的眼光审视这一兼具高端制造内核与绿色革新动能的领域。那些能够以技术创新构筑壁垒、以深度服务绑定高端市场、以系统解决方案赋能行业的企业,将在这一轮深刻的产业价值重塑中脱颖而出,引领中国基础制造迈向崭新的高度。

结尾

消失模铸造技术已从一项细分工艺,跃升为驱动制造业绿色化与高端化转型的核心引擎。在“双碳”目标与产业升级的双重推力下,其近净成形、节材降耗的固有优势,正通过持续的材料创新、工艺突破与智能化融合不断放大,精准对接新能源汽车、航空航天等领域对复杂构件一体化制造的迫切需求。

当前,行业正经历从规模扩张向质量效益的关键转变,技术壁垒、资本门槛与客户认证共同构筑起坚实的竞争护城河,市场份额加速向拥有核心工艺诀窍与系统解决方案能力的领军企业集中。

未来,随着政策红利的持续释放与产业链协同创新的深化,消失模铸造不仅将重塑铸造产业的价值格局,更将为基础制造的低碳未来提供确定性的工艺路径,开启一个由绿色精密工艺驱动产业跃迁的崭新投资叙事。

本文来自微信公众号“万创投行”,作者:万创研究院,36氪经授权发布。