雅马哈通过“岩田制作部网站”等,为雅马哈追求轻盈、力量和美感的铸造和锻造技术向全球发声
始终致力于“创造诉诸人类感性的高品质产品”,雅马哈发动机专注于开发阶段的创意概念、将喜悦与信赖感最大化的技术、富于洗练的跃动感的设计。同时,制造和生产部门将这些塑造成有形的具体产品,过程中积累了多年的经验,不断精炼技术和生产秘诀至今。
其中之一是制造摩托车、船外机和汽车发动机等金属部件的“铸造”技术。从2017年开始,雅马哈发动机不限于自有产品,同时主动向其他公司推销解决方案并接受生产订单,并在全球范围内拓展技术的利用场景。接下来,为大家介绍“铸造专家”——雅马哈发动机。
铸造带来雅马哈发动机的诞生:挑战
金属的铸造与儿童以花卉和动物的模型制作巧克力基本相同。将高温熔化的材料流进模具中,冷却并固化后将其从模具中取出,精心打磨后完成加工。它的起源很古老,据说是以公元前4000年左右的美索不达米亚制成的铜器为起点,由于18世纪中叶的工业革命被广泛地普及与发展。
1954年3月,正在考虑进军摩托车领域的日本乐器制造公司(现雅马哈株式会社)的川上源一社长,一边向铁工课的铸造负责人展示德国DKW公司的发动机汽缸,一边如是问道:“我们的铸造工厂,是否能生产这个呢?如果不能,我们将放弃摩托车生产。”
第二次世界大战之后不久,日本乐器制造公司为了恢复钢琴的生产,购买一家滨松市内的铸造公司,并在公司内部开始生产铸铁框架。公司致力于兼顾强度和弹性的琴弦,琴弦的强度能够承受20吨以上的张力,琴弦的弹性能够奏出美妙的声音。但是,发动机汽缸是形状更复杂,精度要求更高的部件。更何况要实现与DKW相当的质量有多困难,是显而易见的。即便如此,铸造负责人仍敢于直面挑战。
当时的钢琴骨架采用向砂模注入熔化的材料(金属溶液)的砂型铸造法,而砂模是覆在原型上固化的模具。汽缸也是基于该方法反复进行试制,但是金属溶液流转不好,连续出现失败。提交了总算加工好的产品,只收到“这简直就是砂壶啊”这样严厉的评价。
“YA-1”汽缸的试制连续遭遇试验错误,但随着壳型铸造法的引入,实现了高精度和美观的铸件表面
为了使钢琴骨架上的公司徽章能加工得更加美观,雅马哈根据美国杂志上的文章一路摸索,终于再现当时最先进的技术——壳型铸造法。因为使用硅砂与苯树脂(树脂砂)混合、加热并固化而制成的高强度铸模,所以金属溶液的充填性很好,使得生产高精度、表面美观的铸件成为可能。铸造工厂的工作人员迅速借用大阪街道工厂的设施加工试制品,并进一步提高质量。
另一方面,有人担心进度延迟,提议将汽缸的生产委托给外部,但川上社长表示“将左右摩托车性能的核心部件的生产委托给外部这一做法是不可取的。为了长远的未来,无论遇到多少困难,都希望在公司内部解决。“并发出继续发展铸造技术的指示。这一成果促成了“YA-1”的完成,并被从日本乐器制造中分离、独立出来的雅马哈发动机很好地承继。
轻盈与力量、美感的追求:技术开发
雅马哈以开发“YA-1”发动机汽缸为契机,致力于各种金属材料和铸造工艺的研究和学习。不断开发出满足产品研发人员期望的最佳性能和质量的部件。其中铝质轻,不易生锈,导热系数高,易于加工,可回收利用,无毒等优点,比钢铁材质更适合制造摩托车、船外机、汽车发动机这一类产品。于是雅马哈添加硅、镁、锌、铜等材料制成各种合成材料,再通过壳型铸造、高压铸造(压铸)、低压铸造、重力铸造等方法按设想来加工部件。在一次次不妥协的实践中,雅马哈磨炼了专有技术和生产秘诀。
“YZF-R25/R3”运动车型所采用的DiASil汽缸
例如,1960年发布的第一台船外机“P-7”的汽缸和活塞为了防锈防腐蚀,使用高硅含量的铝合金,通过壳型铸造法铸造而成。经过进一步研究,雅马哈在1993年推出铝合金“YDC-30”,该产品在耐盐水的同时表现出优异的性能和可靠性。它用在位于船外机专用发动机最底部的底罩和下部壳体。
在摩托车上,雅马哈从曲轴箱开始推进铝铸部件的使用,并于1967年将铝铸汽缸和铸铁套筒结合,实现铁和铝合金的结合,研发出实现轻量化和稳定冷却效率的专利技术——“金属粘接式铝缸”。用于350cc运动车型“350R1”等4款车型。另外,在车体部件中,雅马哈率先批量生产强度和刚性相宜的铝合金铸造的车轮。1976年推出的“XS750C”为欧美市场陆续配备,并制成新的标准样式。
目前铸造“MT-09”等车架的“CF铝压铸”的特点是能控制浇注熔融铝的速度和模具的减压度/温度(灌装控制)的技术。这样铝的凝固变得均匀并且气泡也减少了,由此可以制造具有薄、轻量、高精度、曲面光滑的铝部件。此外,利用该技术,使用过去不能用于铸造的含有20%硅的铝合金,实现低成本和高性能的“不需要铸铁套筒和电镀处理的DiAsil汽缸(DiAsil:Die-castingAlminum-Silicon的简称)。从“T135”到“YZF-R25/R3”等,广泛应用于中排气量的运动型摩托车。
而且,由于这些技术的积累,难以处理的镁合金的压铸技术也在进化。相比铝合金,使用镁合金可以压低成本大批量生产轻量化的车轮和后部车架。
无需加压,慢慢浇铸金属溶液的重力铸造适用于生产中空结构、形状复杂的车轮等
世界的雅马哈品质惠及其他公司:发展
“不能流通于世界的产品不能称作是商品”(川上源一)。雅马哈从创立伊始,持续开展高品质的造物和积极的全球战略,并早早着手以摩托车和船外机为主的出口产品的海外现地化生产。目前,包括总部所在地的日本等9个国家设立了零部件工厂,每月出货铝件11600吨,铸铁件1370吨。
除此之外,还有216台压铸机,93台低压铸造机和38台重力铸造机,都是国际标准机器,并且每种型号、制作工艺和材料都统一,因此无论在任何国家的任何据点都能达到和日本一样高品质的铸造水平,这也是支撑雅马哈产品世界范围内的赞誉和信任的基础。
因此,2017年,为了更有效地利用超过60年以上的铸造技术和生产秘诀、生产设施,雅马哈不仅在日本境内,有部件工厂的现地企业也开展起进入视野范围的铸造委托的解决方案业务。“好的产品就是不合理的要求”这句引人注目的话中,可以看出从规划设计阶段到产品研发,不管遇到什么难题都绝不放弃克服困难的“铸造专家”的自豪感深含其中。
铝铸车轮的加工工序
主要的铸造零部件例子
