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2023.10.02

第14期 打造完美涂裝表面的幕后功臣“樹脂研磨匠人”

目錄

? 世極不可或缺的工序
? 世極負(fù)責(zé)人接受了怎樣的思想教育?
? 從0.02毫米變?yōu)?.002毫米……
? 自動化難以取代的“感覺和技巧”

現(xiàn)在,以3D打印、AI技術(shù)為代表,數(shù)字化備受矚目。汽車行業(yè)生產(chǎn)一線卻依舊存在著一些依靠“老手藝”而運轉(zhuǎn)的部門。

ToyotaTimes將聚焦這些用其自身精湛技藝支撐起汽車行業(yè)的“匠人”們,并開啟一個直指日本制造業(yè)精髓的新特輯“支撐日本汽車制造業(yè)的匠人們”。

這次,以新款世極的發(fā)售為契機(jī),我們將分5期時報介紹從事該車型制造的匠人特輯報道,本期為特別篇的第1期。

打造保險杠完美涂層時必不可少的環(huán)節(jié),就是在涂裝前需要對零件進(jìn)行基礎(chǔ)研磨。本期我們將聚焦以獨特手法完成研磨工作的“樹脂研磨匠人”——山中翼。

第14期 以獨特手法完成基礎(chǔ)研磨保險杠零件的“樹脂研磨匠人”山中翼

豐田汽車 田原工廠涂裝成形部 保險杠制造科 專家(EX)

世極不可或缺的工序

汽車使用的樹脂零件種類繁多,比如外部有保險杠、車門裝飾條(位于前后擋泥板之間的車身底部零件),內(nèi)部有儀表板和車門板等。

大多數(shù)樹脂零件都會采用“注射成型*”的工法,即把加熱熔融的樹脂原材料在高壓下注入注塑機(jī)的模具中。

*注射成型:塑料在注塑機(jī)加熱料筒中塑化后,由柱塞或往復(fù)螺桿注射到閉合模具的模腔中形成制品的塑料加工方法。

注射成型適用于大批量生產(chǎn),而且它可以很好地再現(xiàn)設(shè)計師想要的造型,如復(fù)雜的形狀或是光滑的表面。

不過這種工法也有其缺點。注射成型時,上下模會合在一起,熔融后的樹脂原材料被澆注在它們之間。但成型后,在模具的接縫處,樹脂零件上不可避免地會留下細(xì)微的線狀痕跡(高度差)。

這個痕跡叫分型線(PL線)*,成型的樹脂零件通常會帶著PL線進(jìn)入下一道涂裝工序。為了提高生產(chǎn)效率,分型線根據(jù)設(shè)計和生產(chǎn)工法,會設(shè)置在車身不顯眼的位置。

*分型線:一般產(chǎn)品都是由幾塊模具組合成型的,相結(jié)合的部位出現(xiàn)的線叫分型線,即PL(Parting line)線。

這么做的另一個原因是PL線造成的高度差非常小,只有0.02毫米左右,而且上面還要涂上四層漆,本身就很難被察覺。

然而,全新世極在重視設(shè)計的同時,無法避免大尺寸的保險杠,因而使得PL線的問題難以單純從設(shè)計角度進(jìn)行避免。

世極歷來以“鏡面研磨”著稱,即通過為車身噴漆,讓車身表面像鏡面一樣光滑有光澤。但由于車身采用了鏡面研磨,所以必須盡可能研磨保險杠(樹脂面)上的PL線,做到光滑平整。

負(fù)責(zé)PL線研磨工序的是山中翼,來自生產(chǎn)全新世極的田原工廠(愛知縣田原市)涂裝成形部,是一位年輕的樹脂研磨匠人。

世極負(fù)責(zé)人接受了怎樣的思想教育?

山中出生于1983年10月,現(xiàn)39歲。因為他本人“不擅長在人前說話,是只想默默專注于工作的類型”,所以從老家兵庫縣神戶市的工業(yè)高中畢業(yè)后,就去了生產(chǎn)手機(jī)液晶屏的工廠等工作。2007年,23歲的山中進(jìn)入了豐田公司。從那以后,他便在田原工廠涂裝成形部樹脂涂裝科(現(xiàn)保險杠制造科)這一條單行道上砥礪前行。

山中

涂裝成形部分為零件的注射成形組和涂裝組、以及涂裝后組裝裝飾零件等的組,我屬于涂裝組,主要是在涂裝面出現(xiàn)問題時負(fù)責(zé)研磨修復(fù)的工序。

經(jīng)手過的車型,主要是LAND CRUISER和4RUNNER(4RUNNER為海外改款,日本款名為HILUX SURF)。

我曾經(jīng)做過手持噴槍噴涂,也算是有過參與手工涂裝樹脂零件的工序的時期,但近年來這一道工序幾乎都是自動化完成,所以我也就長期專注于活用“研磨”的技能,獻(xiàn)身于汽車制造。

2018年山中成為專家(EX)后,同時負(fù)責(zé)新型車涂裝工序的生產(chǎn)準(zhǔn)備。

另外,2022年,作為高技能者培養(yǎng)研修項目(該項目基于豐田的原理原則,旨在培育有造物能力的人才)的一環(huán),山中參加了初代皇冠修復(fù)翻新項目。被提拔選入新款世極項目組,正是在研修結(jié)束后回到田原工廠所屬部門的節(jié)點。

山中

世極可以說是代表豐田的汽車,所以被任命為新款世極負(fù)責(zé)人的時候,我感受到了沉甸甸的壓力,到現(xiàn)在這壓力也一點都沒消散。

同時,正因為是世極,才能追求最高的品質(zhì),才能在造物上追求精益求精,這樣的想法涌上心頭,我確實也感到興奮不已。

據(jù)山中說,負(fù)責(zé)世極的成員首先要接受思想方面的教育。據(jù)說,教導(dǎo)內(nèi)容涉及世極的歷史,與其他車不同的生產(chǎn)體制,以及汽車制造的心理準(zhǔn)備,可謂十分全面。

山中

例如,TPS(豐田生產(chǎn)方式)以徹底排除生產(chǎn)工序中的浪費為目的,但在世極卻有著與之不同的生產(chǎn)體制,這也是我們在接受教育時學(xué)到的。

但這并不是說就完全掙脫了TPS,而是思考方式有些區(qū)別,世極要求通過作業(yè)的效率化,將節(jié)省出來的時間全部用于提高品質(zhì)。

關(guān)于我負(fù)責(zé)的PL線研磨工序,雖然原本就有車身涂裝面的美感和評價品質(zhì)的“涂膜鮮映性”作為基準(zhǔn),但是世極又單獨設(shè)定了非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。正是這樣,對于世極來說,研磨PL線的工序必不可少。

在山中的作業(yè)空間里,為了確認(rèn)保險杠表面的光滑度,設(shè)置了完全平行且間隔均等的照明燈。

從0.02毫米變?yōu)?.002毫米……

如上文所述,生產(chǎn)過程中一般的做法是將注射成型的樹脂零件,在保留PL線的狀態(tài)下直接進(jìn)入涂裝工序。但也正因如此,精益求精的山中首先著眼改善的重點便是,研發(fā)能夠盡量磨平PL線的工法。

實際上,如雷克薩斯的“RC”和“RC F”等部分車型,出于設(shè)計語言上的考量也需要加一道磨平PL線的工序。于是,山中將這些車型所使用的工法作為參考基準(zhǔn)。同時,為打造新款世極所應(yīng)具備的涂膜鮮映性*,還進(jìn)行了各種各樣的嘗試。

*涂膜鮮映性:指涂膜表面反映影像(或投影)的清晰程度。

山中在嘗試研發(fā)研磨工法時所使用的各種銼、研磨材料及磨床。

山中

我嘗試過使用噴火槍加熱PL線,也用過牙醫(yī)用來打磨蛀牙的鉆頭。最初的階段我?guī)缀鯂L試了所有想象得到的磨具和方法。最后得出的結(jié)論是,需要分3個工序,以磨床配合手工作業(yè)的方式完成打磨工作。

用于完成打磨作業(yè)的銼,根據(jù)銼紋粗細(xì)程度的不同以數(shù)字來區(qū)分標(biāo)記,數(shù)字越小的銼,銼紋越粗糙。

為尋找到最合適的工法,山中嘗試用各種型號的銼進(jìn)行手工作業(yè),再搭配磨床的電動化作業(yè)方式。得出了幾十種模式的結(jié)果后,最終找到了最理想的分3個階段打磨工法。

依靠眼睛和指尖的感覺手工打磨。

具體來說這種工法就是,在第1階段使用600號的銼,磨掉PL線高度差的80~85%。然后在第2階段使用1000號的銼,進(jìn)一步研磨掉10~15%的高度差。到這一步原本有0.02毫米的PL線高度差就僅剩下0.007毫米了。

實際上,到這一步為止的工法與雷克薩斯RC F是相同的。

但是,這并不能滿足世極所追求的品質(zhì)。因此還需要進(jìn)行第3階段的研磨,使用銼紋非常細(xì)密的2000號銼進(jìn)行最終的加工步驟。在完成這步工序后的PL線高度差僅有0.002毫米。

上圖為600號、1000號、2000號的銼。使用600號和2000號銼時搭配磨床使用,使用1000號銼時通過純手工研磨。

山中

在第1階段時要使用磨床進(jìn)行電動化作業(yè),雖然此時能夠使物體表面大致平整,但為達(dá)到最終追求的光滑表面,在第2階段時需要用純手工作業(yè)的方式,根據(jù)不同的表面情況進(jìn)行部分精確打磨。

作業(yè)時的重點是需要一邊用眼睛看,一邊用指尖去感受。所以這一步必須要通過手工作業(yè)來完成。

在確認(rèn)打磨完成的物體表面時,外行人根本看不出來PL線的存在,用手觸摸也感受不到表面的高低差。

山中用手電筒照在打磨完成的物體表面,確認(rèn)打磨完成度。

山中

在決定工程時,能夠使用可滿足世極品質(zhì)的基礎(chǔ)研磨,說實話讓我踏實了很多。因為是從零開始的挑戰(zhàn),所以最初我也不知道是否能夠?qū)崿F(xiàn)。

從圖片中左側(cè)部分開始分別用600號、中央1000號、右側(cè)2000號銼進(jìn)行研磨過的完成樣品。

自動化難以取代的“感覺和技巧”

那么,磨練技能的難點究竟難在哪里呢?山中說,就像許多匠人手藝一樣,這是一個憑“感覺和技巧”說話的世界,很難通過數(shù)據(jù)來做具體描述,因此唯一的辦法就是積累實踐經(jīng)驗,讓身體記住作業(yè)時的感覺。

山中

例如,在研磨作業(yè)中,銼要盡量與零件平行,但零件邊緣往往由于彈性的存在會貼合銼,因此銼的切口會超出預(yù)期。在這種情況下要保持水平位置,想象在空中進(jìn)行研磨作業(yè)。

此外,隨著作業(yè)的進(jìn)行,零件可能會因摩擦而發(fā)熱,如此一來會有像橡皮屑一樣的東西脫落,因此必須靠眼睛和手感來評估這些不確定因素,并判斷銼的角度和力度。目前來看,這些還很難實現(xiàn)工序上的自動化。

事實上,比研磨工作更困難的是評估PL線應(yīng)研磨到什么程度才能符合世極的質(zhì)量。

山中

將分型線的高度差研磨到0.002毫米,這一數(shù)據(jù)并非一開始就設(shè)定好了。檢查涂裝后的光潔度,如果質(zhì)量不合格,就切割研磨部分,用顯微鏡檢查高度差的情況,我們反復(fù)重復(fù)這一過程,最終確定精度為0.002毫米。

在這個過程中,我們曾一度無法客觀地判斷應(yīng)該研磨到什么程度,也因此花費了更多時間來確定工法。我希望好好反思,并在下一個項目中充分利用這次的經(jīng)驗教訓(xùn)。

作為一名匠人,山中對目前的質(zhì)量并不是百分之百滿意。他希望不斷挑戰(zhàn)自己,向更高的目標(biāo)邁進(jìn)。山中還表示,將來他希望利用自己的技能培養(yǎng)后輩。作為一名樹脂研磨匠人,山中將秉承在世極制造中的“繼承與進(jìn)化”,繼續(xù)努力下去。

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