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目錄
| ? | 以劃時(shí)代的技術(shù)從零開始制造車身零件 |
| ? | 因修復(fù)翻新PUBLICA而被關(guān)注的工法 |
| ? | 在制造一線備受關(guān)注的金屬板材漸進(jìn)成形法 |
| ? | “成形數(shù)據(jù)”的創(chuàng)建極其困難 |
| ? | 最新技術(shù)×舊汽車=未來(lái)的汽車制造 |
汽車行業(yè)迎來(lái)了百年一遇的大變革期。豐田汽車集齊所有部門，展開了史無(wú)前例的劃時(shí)代挑戰(zhàn)。
其中之一就是2022年春天，從公司內(nèi)各生產(chǎn)工廠聚集各色各樣的人才，在元町工廠開啟了“初代皇冠修復(fù)翻新項(xiàng)目”。
豐田時(shí)報(bào)為您介紹該項(xiàng)目背后的意義，并帶來(lái)修復(fù)翻新現(xiàn)場(chǎng)最近距離的報(bào)道。在第6回連載中，將介紹“金屬板材漸進(jìn)成形方法”，這是在第4回報(bào)道的車身修復(fù)中使用的金屬加工技術(shù)。
如時(shí)報(bào)曾報(bào)道過(guò)的初代皇冠車身修復(fù)翻新工作第4回中所述，該項(xiàng)目集結(jié)了堤工廠、田原工廠、高岡工廠、元町工廠、研發(fā)試制部等，公司各專業(yè)的9名精英成員負(fù)責(zé)。
在修復(fù)翻新時(shí)成員們發(fā)現(xiàn)，車身和零件的狀態(tài)并不好，銹跡腐蝕現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。譬如外表看不到的車身下部，以及容易殘留雨水的車門下部、車輪罩等結(jié)構(gòu)腐蝕明顯，特別是車底板與下邊梁護(hù)板的腐蝕程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超乎了項(xiàng)目組成員們的預(yù)想。無(wú)奈成員們只能將生銹的部分清除后，從零開始制作零件。
因?yàn)榇舜纬醮使谛迯?fù)翻新項(xiàng)目的目標(biāo)是“實(shí)現(xiàn)只有汽車廠商才能做到的，完全復(fù)刻當(dāng)年制造水平的高水平修復(fù)翻新”，因此這種做法對(duì)于成員們來(lái)說(shuō)也是理所當(dāng)然的選擇。
從零開始制作車身板件最大的障礙便是制造成本問(wèn)題。若選擇量產(chǎn)車制造的方式，用沖壓模具制作車身板件，將會(huì)花費(fèi)巨大的費(fèi)用和時(shí)間。
如時(shí)報(bào)曾經(jīng)報(bào)道過(guò)的“支撐起日本造車業(yè)的匠人們”第5回內(nèi)容中所述，能夠制造車身板件的大型沖壓模具，1套的制造價(jià)格就高達(dá)數(shù)千萬(wàn)日元，并且還需要花費(fèi)大量制作與調(diào)整的時(shí)間。因此，本次只能選擇使用生產(chǎn)了幾百萬(wàn)輛的量產(chǎn)車車身板件進(jìn)行改造。
但是，以傳統(tǒng)的手工敲擊鈑金方式來(lái)制作車身板件同樣有難度，需要由非常熟悉一線生產(chǎn)，擁有超高技術(shù)的“敲擊鈑金匠人”來(lái)負(fù)責(zé)才有可能實(shí)現(xiàn)，且同樣很花時(shí)間。
如果不能克服上述難題，就無(wú)法達(dá)到本次項(xiàng)目的目的之一：實(shí)現(xiàn)只有汽車廠商才能做到，以高水平低成本的方式完成高品質(zhì)的修復(fù)翻新工作。
擔(dān)任初代皇冠修復(fù)翻新項(xiàng)目的成員們，從立項(xiàng)之初就意識(shí)到了這個(gè)問(wèn)題，因此在本項(xiàng)目正式開始前，就一直在公司內(nèi)外展開了多次調(diào)查。
結(jié)果他們得知，公司內(nèi)的移動(dòng)旅行部現(xiàn)在正在使用一種被稱為“金屬板材漸進(jìn)成形”的加工方法。這種工法曾在PUBLICA的修復(fù)翻新項(xiàng)目中被使用，從而得到了員工們的關(guān)注。
于2022年4月開始的初代皇冠修復(fù)翻新項(xiàng)目，6月時(shí)已經(jīng)一根螺絲不落地完成了汽車的拆解工作。彼時(shí)項(xiàng)目組成員們發(fā)現(xiàn)零件腐蝕生銹嚴(yán)重，如前文所述，最嚴(yán)重的要屬車底板和下邊梁護(hù)板結(jié)構(gòu)。
其他結(jié)構(gòu)還好說(shuō)，但至少這兩處的板件需要以某種方式從零開始制造。因此，項(xiàng)目組成員們找到了隸屬于移動(dòng)旅行部的佐藤正則SX、高橋?qū)⒅綞X、以及技術(shù)人員高山滉平，商討如何以金屬板材漸進(jìn)成形的方式制造車底板。
佐藤原本是沖壓模具修正（焊接、精度修理、品質(zhì)調(diào)整）方面的專家。他在擔(dān)任寶貴人才培養(yǎng)相關(guān)工作的同時(shí)，自身還在不斷嘗試新的挑戰(zhàn)，掌握了各種各樣的技能。最終他作為一名金屬板材漸進(jìn)成形工法匠人得到了公司的提拔。如今的他，已是一名熟練掌握并使用這項(xiàng)工法12年之久的前輩匠人了。
佐藤十分熱愛他的工作，采訪中他曾表示：“只要有委托，我就不會(huì)拒絕。即便是遇到了無(wú)法加工的形狀，我也會(huì)盡量貼近對(duì)方需求，一同去思考解決方案?！?/p>
高橋也是一名掌握了各項(xiàng)技能的優(yōu)秀人才，迄今為止他曾擔(dān)任過(guò)試制零件制造（鈑金、焊接、激光）、模具修正、板件表面檢查等多項(xiàng)工作。還曾在第35屆日本全國(guó)技能大賽中獲得了金獎(jiǎng)（鈑金折彎），有著十分輝煌的履歷。
他在工作中十分講究效率，會(huì)在項(xiàng)目開始前進(jìn)行徹底的前期方案研究，盡量避免半途而廢、重頭再來(lái)。
高山
上圖為移動(dòng)旅行部的高山滉平（左）和中島悠太（右）。
金屬板材漸進(jìn)成形是一種加工技術(shù)，它通過(guò)將棒狀工具壓向金屬薄板的一部分并移動(dòng)，從而將金屬薄板加工成目標(biāo)形狀。該技術(shù)不進(jìn)行切削，而是通過(guò)施加一定的力使材料逐漸變形，以便進(jìn)行加工。
具體而言，就是將金屬平板放在加工機(jī)上，利用計(jì)算機(jī)對(duì)棒狀工具進(jìn)行數(shù)值控制并對(duì)平板施加力，使其變形。
用金屬板材漸進(jìn)成形方法制作的車底板（圖中內(nèi)側(cè)）和已被腐蝕的原車底板（圖中外側(cè)）。
2012年，高山所屬的移動(dòng)旅行部已經(jīng)引入了這項(xiàng)技術(shù)，在“iQ GRMN SuperCharger”的車門上進(jìn)行文字的三維化加工和表現(xiàn)。
近年來(lái)，金屬板材漸進(jìn)成形法該技術(shù)不僅在汽車行業(yè)大放異彩，因?yàn)樗鼰o(wú)需模具，可大幅降低加工成本并縮短研發(fā)時(shí)間，是一種低成本且能實(shí)現(xiàn)多品種小批量生產(chǎn)的塑性加工技術(shù)。當(dāng)然，汽車行業(yè)的各公司也在爭(zhēng)相開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)。
延時(shí)拍攝縮略圖（視頻）
Cap）金屬板材漸進(jìn)成形方法的實(shí)際加工過(guò)程。
制造同一件車身零件，如果使用模具手工敲打鈑金，熟練的鈑金匠人需要花費(fèi)數(shù)天時(shí)間才能完成一個(gè)。
然而，使用數(shù)控自動(dòng)加工機(jī)進(jìn)行金屬板材漸進(jìn)成形的話，只需確認(rèn)好加工數(shù)據(jù)，就可以在需要時(shí)按一下開關(guān)進(jìn)行生產(chǎn)。因此，它非常適合生產(chǎn)供應(yīng)零件等。
使用金屬板材漸進(jìn)成形方法加工上圖中的板件大約只需要6個(gè)小時(shí)。
然而，通過(guò)金屬板材漸進(jìn)成形方法生產(chǎn)車身板件并非易事。計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)加工機(jī)需要使用3D-CAD設(shè)計(jì)軟件創(chuàng)建加工數(shù)據(jù)，用以指示車身板件的制作位置和形狀，但是創(chuàng)建這些數(shù)據(jù)非常困難。
佐藤SX、高橋EX和高山三人決定首先圍繞初代皇冠車身及其組成零件——車身板件的構(gòu)造進(jìn)行徹底的調(diào)研。
佐藤SX
在調(diào)查過(guò)程中，我們感受到制作車身的前輩們的智慧和技術(shù)以及他們對(duì)造物的極致追求，并為之折服。
當(dāng)時(shí)的車身是由多個(gè)零件連接而成，但焊接和加工工藝非常精湛，完全看不見接縫處的痕跡。
過(guò)去車身下部結(jié)構(gòu)也與今天的完全不同?，F(xiàn)在很多零件都是一體化的，但過(guò)去一個(gè)部分是由很多零件組合而成，所以肯定有很多道工序。但我們發(fā)現(xiàn)這些工序都是經(jīng)過(guò)深思熟慮，而且可以高效進(jìn)行的。
高橋EX
起初，我們嘗試對(duì)加工數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向工程。我們想用測(cè)量?jī)x器測(cè)量了要修復(fù)翻新的初代皇冠的板件，并將其形狀數(shù)據(jù)化。
然而，由于板件破損嚴(yán)重，無(wú)法進(jìn)行精確的測(cè)量，所以得來(lái)的數(shù)據(jù)并不準(zhǔn)確。
因此，我們不得不解讀當(dāng)時(shí)的圖紙，從頭開始將其轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)。不過(guò)對(duì)我來(lái)說(shuō)，根據(jù)圖紙制造產(chǎn)品并不難，畢竟我年輕時(shí)參加過(guò)世界技能大賽，解讀圖紙是制造的基礎(chǔ)。
不過(guò)，當(dāng)年的圖紙都是手畫的，而且這些圖紙已經(jīng)被修改過(guò)很多次，要看懂它們相當(dāng)困難。
事實(shí)上，他們?nèi)耸堑谝淮螄L試用一塊大金屬板制作形狀復(fù)雜的板件。
由于需要成形的量相當(dāng)大，板件在加工過(guò)程中多次開裂和起皺。
每次出現(xiàn)這種情況時(shí)，三人便會(huì)對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行分類，找出出現(xiàn)問(wèn)題的原因，然后活用他們?cè)跊_壓加工修正和鈑金加工方面積累的know-how改變加工數(shù)據(jù)，通過(guò)反復(fù)試錯(cuò)試驗(yàn)，堅(jiān)持生產(chǎn)車身板件。
此外，為了提升效率，他們還首次嘗試將兩個(gè)零件合并在一塊金屬板上進(jìn)行制作，而不是將小零件分開制作。
高山在移動(dòng)旅行部專注于這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)是第三年了，他以前是負(fù)責(zé)沖壓加工的“沖壓師傅”。
高山，還有輔助他的佐藤、高橋，表示自己現(xiàn)在切身感受到了這一技術(shù)的無(wú)限可能性。
高山
與沖壓加工不同，因?yàn)闆]有模具，所以通過(guò)變更加工數(shù)據(jù)，可多次修正零件。
如果知道了問(wèn)題點(diǎn)，對(duì)滾珠工具的作動(dòng)軌跡進(jìn)行修正后再加工就可以了。這也是金屬板材漸進(jìn)成形方法的特點(diǎn)。
在生成加工軌跡時(shí)，在哪一處敲擊多少次，就要看老鈑金手藝人的know-how了。
Cap）移動(dòng)旅行部的高山滉平
同時(shí)，相關(guān)公司和供應(yīng)商也存在為了替換零件的生產(chǎn)，不得不多年保有古舊模具的問(wèn)題，相關(guān)人士也在討論金屬板材漸進(jìn)成形方法是否能解決這一課題。
現(xiàn)在的金屬板材漸進(jìn)成形方法需要相當(dāng)于下模的夾具，如果能將這個(gè)夾具通用化，就可以進(jìn)一步降低成本。
豐田公司內(nèi)部以雷克薩斯和GR等為中心，金屬板材漸進(jìn)成形方法已用于新型車的生產(chǎn)。目前為止主要用于鐵和鋁等金屬材料的加工。
但是在公司內(nèi)也在嘗試將這種技術(shù)應(yīng)用于樹脂零件，這也是世界上首次的挑戰(zhàn)。其中一個(gè)例子就是“雷克薩斯LC 特別規(guī)格車‘EDGE’”的FR保險(xiǎn)杠鴨翼。
雷克薩斯LC特別規(guī)格車“EDGE”
高山
金屬板材漸進(jìn)成形方法運(yùn)用于樹脂零件，我認(rèn)為這或許能夠改變汽車制造的未來(lái)?；钣眠@一技術(shù)，可以對(duì)現(xiàn)有保險(xiǎn)杠等樹脂零件以較低的成本進(jìn)行設(shè)計(jì)更改。
未來(lái)，我們希望能讓顧客根據(jù)自己的喜好，從眾多選項(xiàng)中自由選擇適合自己的設(shè)計(jì)，為顧客提供新的價(jià)值。
今后我們也要努力磨練技能和技術(shù)，立志讓更多的顧客展露笑顏。
初代皇冠可謂是豐田的原點(diǎn)。在車身面板制作中采用金屬板材漸進(jìn)成形方法這一壯舉，讓初代皇冠修復(fù)翻新項(xiàng)目，不再僅僅是一次舊車的修復(fù)翻新，更成為了改變汽車制造，創(chuàng)造汽車社會(huì)新未來(lái)的偉大項(xiàng)目。
河合老師傅與河村孝德EX
圖為伊村生產(chǎn)本部長(zhǎng)、河村EX和高山技術(shù)員。河村EX以至今為止的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，在今年也加入了金屬板材漸進(jìn)成形方法小組。并迅速在兩周內(nèi)制造出了新追加的修復(fù)翻新零件，甚至還制作了給董事的紀(jì)念品。
在下期第7回連載中，時(shí)報(bào)將為您介紹修復(fù)翻新現(xiàn)場(chǎng)是如何傳承鑄造工序中被稱為制造的DNA及報(bào)道年輕人活躍的身影。
（文?澀谷康人）
