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现在,以3D打印、AI技术为代表,数字化备受瞩目。汽车行业生产一线却依旧存在着一些依靠“老手艺”而运转的部门。
ToyotaTimes将聚焦这些用其自身精湛技艺支撑起汽车行业的“匠人”们,并开启一个直指日本制造业精髓的新特辑“支撑日本汽车制造业的匠人们”。
这次,以新款世极的发售为契机,我们将分5期时报介绍从事该车型制造的匠人特辑报道,本期为特别篇的第1期。
打造保险杠完美涂层时必不可少的环节,就是在涂装前需要对零件进行基础研磨。本期我们将聚焦以独特手法完成研磨工作的“树脂研磨匠人”——山中翼。

第14期 以独特手法完成基础研磨保险杠零件的“树脂研磨匠人”山中翼
丰田汽车 田原工厂涂装成形部 保险杠制造科 专家(EX)
汽车使用的树脂零件种类繁多,比如外部有保险杠、车门装饰条(位于前后挡泥板之间的车身底部零件),内部有仪表板和车门板等。
大多数树脂零件都会采用“注射成型*”的工法,即把加热熔融的树脂原材料在高压下注入注塑机的模具中。
*注射成型:塑料在注塑机加热料筒中塑化后,由柱塞或往复螺杆注射到闭合模具的模腔中形成制品的塑料加工方法。
注射成型适用于大批量生产,而且它可以很好地再现设计师想要的造型,如复杂的形状或是光滑的表面。
不过这种工法也有其缺点。注射成型时,上下模会合在一起,熔融后的树脂原材料被浇注在它们之间。但成型后,在模具的接缝处,树脂零件上不可避免地会留下细微的线状痕迹(高度差)。
这个痕迹叫分型线(PL线)*,成型的树脂零件通常会带着PL线进入下一道涂装工序。为了提高生产效率,分型线根据设计和生产工法,会设置在车身不显眼的位置。
*分型线:一般产品都是由几块模具组合成型的,相结合的部位出现的线叫分型线,即PL(Parting line)线。
这么做的另一个原因是PL线造成的高度差非常小,只有0.02毫米左右,而且上面还要涂上四层漆,本身就很难被察觉。
然而,全新世极在重视设计的同时,无法避免大尺寸的保险杠,因而使得PL线的问题难以单纯从设计角度进行避免。
世极历来以“镜面研磨”著称,即通过为车身喷漆,让车身表面像镜面一样光滑有光泽。但由于车身采用了镜面研磨,所以必须尽可能研磨保险杠(树脂面)上的PL线,做到光滑平整。
负责PL线研磨工序的是山中翼,来自生产全新世极的田原工厂(爱知县田原市)涂装成形部,是一位年轻的树脂研磨匠人。

山中出生于1983年10月,现39岁。因为他本人“不擅长在人前说话,是只想默默专注于工作的类型”,所以从老家兵库县神户市的工业高中毕业后,就去了生产手机液晶屏的工厂等工作。2007年,23岁的山中进入了丰田公司。从那以后,他便在田原工厂涂装成形部树脂涂装科(现保险杠制造科)这一条单行道上砥砺前行。
山中
涂装成形部分为零件的注射成形组和涂装组、以及涂装后组装装饰零件等的组,我属于涂装组,主要是在涂装面出现问题时负责研磨修复的工序。
经手过的车型,主要是LAND CRUISER和4RUNNER(4RUNNER为海外改款,日本款名为HILUX SURF)。
我曾经做过手持喷枪喷涂,也算是有过参与手工涂装树脂零件的工序的时期,但近年来这一道工序几乎都是自动化完成,所以我也就长期专注于活用“研磨”的技能,献身于汽车制造。
2018年山中成为专家(EX)后,同时负责新型车涂装工序的生产准备。
另外,2022年,作为高技能者培养研修项目(该项目基于丰田的原理原则,旨在培育有造物能力的人才)的一环,山中参加了初代皇冠修复翻新项目。被提拔选入新款世极项目组,正是在研修结束后回到田原工厂所属部门的节点。

山中
世极可以说是代表丰田的汽车,所以被任命为新款世极负责人的时候,我感受到了沉甸甸的压力,到现在这压力也一点都没消散。
同时,正因为是世极,才能追求最高的品质,才能在造物上追求精益求精,这样的想法涌上心头,我确实也感到兴奋不已。
据山中说,负责世极的成员首先要接受思想方面的教育。据说,教导内容涉及世极的历史,与其他车不同的生产体制,以及汽车制造的心理准备,可谓十分全面。
山中
例如,TPS(丰田生产方式)以彻底排除生产工序中的浪费为目的,但在世极却有着与之不同的生产体制,这也是我们在接受教育时学到的。
但这并不是说就完全挣脱了TPS,而是思考方式有些区别,世极要求通过作业的效率化,将节省出来的时间全部用于提高品质。
关于我负责的PL线研磨工序,虽然原本就有车身涂装面的美感和评价品质的“涂膜鲜映性”作为基准,但是世极又单独设定了非常严格的标准。正是这样,对于世极来说,研磨PL线的工序必不可少。
在山中的作业空间里,为了确认保险杠表面的光滑度,设置了完全平行且间隔均等的照明灯。
如上文所述,生产过程中一般的做法是将注射成型的树脂零件,在保留PL线的状态下直接进入涂装工序。但也正因如此,精益求精的山中首先着眼改善的重点便是,研发能够尽量磨平PL线的工法。
实际上,如雷克萨斯的“RC”和“RC F”等部分车型,出于设计语言上的考量也需要加一道磨平PL线的工序。于是,山中将这些车型所使用的工法作为参考基准。同时,为打造新款世极所应具备的涂膜鲜映性*,还进行了各种各样的尝试。
*涂膜鲜映性:指涂膜表面反映影像(或投影)的清晰程度。
山中在尝试研发研磨工法时所使用的各种锉、研磨材料及磨床。
山中
我尝试过使用喷火枪加热PL线,也用过牙医用来打磨蛀牙的钻头。最初的阶段我几乎尝试了所有想象得到的磨具和方法。最后得出的结论是,需要分3个工序,以磨床配合手工作业的方式完成打磨工作。
用于完成打磨作业的锉,根据锉纹粗细程度的不同以数字来区分标记,数字越小的锉,锉纹越粗糙。
为寻找到最合适的工法,山中尝试用各种型号的锉进行手工作业,再搭配磨床的电动化作业方式。得出了几十种模式的结果后,最终找到了最理想的分3个阶段打磨工法。
依靠眼睛和指尖的感觉手工打磨。
具体来说这种工法就是,在第1阶段使用600号的锉,磨掉PL线高度差的80~85%。然后在第2阶段使用1000号的锉,进一步研磨掉10~15%的高度差。到这一步原本有0.02毫米的PL线高度差就仅剩下0.007毫米了。
实际上,到这一步为止的工法与雷克萨斯RC F是相同的。
但是,这并不能满足世极所追求的品质。因此还需要进行第3阶段的研磨,使用锉纹非常细密的2000号锉进行最终的加工步骤。在完成这步工序后的PL线高度差仅有0.002毫米。
上图为600号、1000号、2000号的锉。使用600号和2000号锉时搭配磨床使用,使用1000号锉时通过纯手工研磨。
山中
在第1阶段时要使用磨床进行电动化作业,虽然此时能够使物体表面大致平整,但为达到最终追求的光滑表面,在第2阶段时需要用纯手工作业的方式,根据不同的表面情况进行部分精确打磨。
作业时的重点是需要一边用眼睛看,一边用指尖去感受。所以这一步必须要通过手工作业来完成。
在确认打磨完成的物体表面时,外行人根本看不出来PL线的存在,用手触摸也感受不到表面的高低差。
山中用手电筒照在打磨完成的物体表面,确认打磨完成度。
山中
在决定工程时,能够使用可满足世极品质的基础研磨,说实话让我踏实了很多。因为是从零开始的挑战,所以最初我也不知道是否能够实现。
从图片中左侧部分开始分别用600号、中央1000号、右侧2000号锉进行研磨过的完成样品。
那么,磨练技能的难点究竟难在哪里呢?山中说,就像许多匠人手艺一样,这是一个凭“感觉和技巧”说话的世界,很难通过数据来做具体描述,因此唯一的办法就是积累实践经验,让身体记住作业时的感觉。
山中
例如,在研磨作业中,锉要尽量与零件平行,但零件边缘往往由于弹性的存在会贴合锉,因此锉的切口会超出预期。在这种情况下要保持水平位置,想象在空中进行研磨作业。
此外,随着作业的进行,零件可能会因摩擦而发热,如此一来会有像橡皮屑一样的东西脱落,因此必须靠眼睛和手感来评估这些不确定因素,并判断锉的角度和力度。目前来看,这些还很难实现工序上的自动化。

事实上,比研磨工作更困难的是评估PL线应研磨到什么程度才能符合世极的质量。
山中
将分型线的高度差研磨到0.002毫米,这一数据并非一开始就设定好了。检查涂装后的光洁度,如果质量不合格,就切割研磨部分,用显微镜检查高度差的情况,我们反复重复这一过程,最终确定精度为0.002毫米。
在这个过程中,我们曾一度无法客观地判断应该研磨到什么程度,也因此花费了更多时间来确定工法。我希望好好反思,并在下一个项目中充分利用这次的经验教训。

作为一名匠人,山中对目前的质量并不是百分之百满意。他希望不断挑战自己,向更高的目标迈进。山中还表示,将来他希望利用自己的技能培养后辈。作为一名树脂研磨匠人,山中将秉承在世极制造中的“继承与进化”,继续努力下去。