從製造現場開始貢獻高品質的造物——雅馬哈的“鑄造”技術


從製造現場開始貢獻高品質的造物——雅馬哈的“鑄造”技術


雅馬哈通過“巖田製作部網站”等,為雅馬哈追求輕盈、力量和美感的鑄造和鍛造技術向全球發聲

始終致力於“創造訴諸人類感性的高品質產品”,雅馬哈發動機專注於開發階段的創意概念、將喜悅與信賴感最大化的技術、富於洗練的躍動感的設計。同時,製造和生產部門將這些塑造成有形的具體產品,過程中積累了多年的經驗,不斷精煉技術和生產秘訣至今。

其中之一是製造摩托車、船外機和汽車發動機等金屬部件的“鑄造”技術。從2017年開始,雅馬哈發動機不限於自有產品,同時主動向其他公司推銷解決方案並接受生產訂單,並在全球範圍內拓展技術的利用場景。接下來,為大家介紹“鑄造專家”——雅馬哈發動機。

鑄造帶來雅馬哈發動機的誕生:挑戰

金屬的鑄造與兒童以花卉和動物的模型製作巧克力基本相同。將高溫熔化的材料流進模具中,冷卻並固化後將其從模具中取出,精心打磨後完成加工。它的起源很古老,據說是以公元前4000年左右的美索不達米亞製成的銅器為起點,由於18世紀中葉的工業革命被廣泛地普及與發展。

1954年3月,正在考慮進軍摩托車領域的日本樂器製造公司(現雅馬哈株式會社)的川上源一社長,一邊向鐵工課的鑄造負責人展示德國DKW公司的發動機汽缸,一邊如是問道:“我們的鑄造工廠,是否能生產這個呢?如果不能,我們將放棄摩托車生產。”

第二次世界大戰之後不久,日本樂器製造公司為了恢復鋼琴的生產,購買一家濱松市內的鑄造公司,並在公司內部開始生產鑄鐵框架。公司致力於兼顧強度和彈性的琴絃,琴絃的強度能夠承受20噸以上的張力,琴絃的彈性能夠奏出美妙的聲音。但是,發動機汽缸是形狀更復雜,精度要求更高的部件。更何況要實現與DKW相當的質量有多困難,是顯而易見的。即便如此,鑄造負責人仍敢於直面挑戰。

當時的鋼琴骨架採用向砂模注入熔化的材料(金屬溶液)的砂型鑄造法,而砂模是覆在原型上固化的模具。汽缸也是基於該方法反覆進行試製,但是金屬溶液流轉不好,連續出現失敗。提交了總算加工好的產品,只收到“這簡直就是砂壺啊”這樣嚴厲的評價。


從製造現場開始貢獻高品質的造物——雅馬哈的“鑄造”技術


“YA-1”汽缸的試製連續遭遇試驗錯誤,但隨著殼型鑄造法的引入,實現了高精度和美觀的鑄件表面

為了使鋼琴骨架上的公司徽章能加工得更加美觀,雅馬哈根據美國雜誌上的文章一路摸索,終於再現當時最先進的技術——殼型鑄造法。因為使用硅砂與苯樹脂(樹脂砂)混合、加熱並固化而製成的高強度鑄模,所以金屬溶液的充填性很好,使得生產高精度、表面美觀的鑄件成為可能。鑄造工廠的工作人員迅速借用大阪街道工廠的設施加工試製品,並進一步提高質量。

另一方面,有人擔心進度延遲,提議將汽缸的生產委託給外部,但川上社長表示“將左右摩托車性能的核心部件的生產委託給外部這一做法是不可取的。為了長遠的未來,無論遇到多少困難,都希望在公司內部解決。“併發出繼續發展鑄造技術的指示。這一成果促成了“YA-1”的完成,並被從日本樂器製造中分離、獨立出來的雅馬哈發動機很好地承繼。

輕盈與力量、美感的追求:技術開發

雅馬哈以開發“YA - 1”發動機汽缸為契機,致力於各種金屬材料和鑄造工藝的研究和學習。不斷開發出滿足產品研發人員期望的最佳性能和質量的部件。其中鋁質輕,不易生鏽,導熱係數高,易於加工,可回收利用,無毒等優點,比鋼鐵材質更適合製造摩托車、船外機、汽車發動機這一類產品。於是雅馬哈添加硅、鎂、鋅、銅等材料製成各種合成材料,再通過殼型鑄造、高壓鑄造(壓鑄)、低壓鑄造、重力鑄造等方法按設想來加工部件。在一次次不妥協的實踐中,雅馬哈磨鍊了專有技術和生產秘訣。


從製造現場開始貢獻高品質的造物——雅馬哈的“鑄造”技術


“YZF-R25 / R3”運動車型所採用的DiASil汽缸

例如,1960年發佈的第一臺船外機“P-7”的汽缸和活塞為了防鏽防腐蝕,使用高硅含量的鋁合金,通過殼型鑄造法鑄造而成。經過進一步研究,雅馬哈在1993年推出鋁合金“YDC-30”,該產品在耐鹽水的同時表現出優異的性能和可靠性。它用在位於船外機專用發動機最底部的底罩和下部殼體。

在摩托車上,雅馬哈從曲軸箱開始推進鋁鑄部件的使用,並於1967年將鋁鑄汽缸和鑄鐵套筒結合,實現鐵和鋁合金的結合,研發出實現輕量化和穩定冷卻效率的專利技術——“金屬粘接式鋁缸”。用於350cc運動車型“350R1”等4款車型。另外,在車體部件中,雅馬哈率先批量生產強度和剛性相宜的鋁合金鑄造的車輪。1976年推出的“XS 750 C”為歐美市場陸續配備,並製成新的標準樣式。

目前鑄造“MT-09”等車架的“CF鋁壓鑄”的特點是能控制澆注熔融鋁的速度和模具的減壓度/溫度(灌裝控制)的技術。這樣鋁的凝固變得均勻並且氣泡也減少了,由此可以製造具有薄、輕量、高精度、曲面光滑的鋁部件。此外,利用該技術,使用過去不能用於鑄造的含有20%硅的鋁合金,實現低成本和高性能的“不需要鑄鐵套筒和電鍍處理的DiAsil汽缸(DiAsil:Die-casting Alminum-Silicon的簡稱)。從“T135”到“YZF-R25 / R3”等,廣泛應用於中排氣量的運動型摩托車。

而且,由於這些技術的積累,難以處理的鎂合金的壓鑄技術也在進化。相比鋁合金,使用鎂合金可以壓低成本大批量生產輕量化的車輪和後部車架。


從製造現場開始貢獻高品質的造物——雅馬哈的“鑄造”技術


無需加壓,慢慢澆鑄金屬溶液的重力鑄造適用於生產中空結構、形狀複雜的車輪等

世界的雅馬哈品質惠及其他公司:發展

“不能流通於世界的產品不能稱作是商品”(川上源一)。雅馬哈從創立伊始,持續開展高品質的造物和積極的全球戰略,並早早著手以摩托車和船外機為主的出口產品的海外現地化生產。目前,包括總部所在地的日本等9個國家設立了零部件工廠,每月出貨鋁件11600噸,鑄鐵件1370噸。

除此之外,還有216臺壓鑄機,93臺低壓鑄造機和38臺重力鑄造機,都是國際標準機器,並且每種型號、製作工藝和材料都統一,因此無論在任何國家的任何據點都能達到和日本一樣高品質的鑄造水平,這也是支撐雅馬哈產品世界範圍內的讚譽和信任的基礎。

因此,2017年,為了更有效地利用超過60年以上的鑄造技術和生產秘訣、生產設施,雅馬哈不僅在日本境內,有部件工廠的現地企業也開展起進入視野範圍的鑄造委託的解決方案業務。“好的產品就是不合理的要求”這句引人注目的話中,可以看出從規劃設計階段到產品研發,不管遇到什麼難題都絕不放棄克服困難的“鑄造專家”的自豪感深含其中。

鋁鑄車輪的加工工序


從製造現場開始貢獻高品質的造物——雅馬哈的“鑄造”技術


主要的鑄造零部件例子


從製造現場開始貢獻高品質的造物——雅馬哈的“鑄造”技術



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