Kola SpinForged Yamaha Motor

Hliníková „barmanka“ a její cesta za snížením hmotnosti

Kola SpinForged značky Yamaha, vyvinutá pro zcela nový motocykl MT-09 2021, představují nový a inovativní způsob snížení hmotnosti díky procesu Flow Forming, kterým jsou vyráběna. Jedním z klíčových faktorů, které vedly k úspěšnému použití této metody poprvé na světě u sériově vyráběného motocyklu, byl vývoj speciální hliníkové slitiny přizpůsobené speciálně pro Flow Forming ve vlastním oddělení materiálového výzkumu společnosti Yamaha. V tomto čísle vám představíme specialistku na hliník ve společnosti Yamaha, která hrála hlavní roli v procesu vývoje těchto nových lehkých kol, a některé výzvy, kterým musela čelit.

Využití talentu specialistky na výzkum hliníku

„Pouhá změna několika podmínek může zcela změnit reakci hliníku nebo takříkajíc jeho ‚osobnost',“ říká Kahori Ošima z divize materiálů společnosti Yamaha Motor. O tomto kovu mluví, jako by s nadšením představovala důvěrného kamaráda nebo známého. „Někdy může být opravdu citlivý a často nám dává nulový prostor pro úpravy.“ Navzdory této „osobnosti“ je hliník základním materiálem používaným při výrobě našich motocyklů, závěsných motorů a různých dalších výrobků značky Yamaha.

Od svého nástupu do společnosti pracuje Ošima jako výzkumná pracovnice v oblasti materiálů se specializací na hliník a její práce a poznatky si získaly uznání a důvěru vývojových a výrobních oddělení společnosti Yamaha. „Je jako barmanka připravující drinky z hliníku a na její dovednosti při přípravě těchto ‚koktejlů' je Yamaha velmi pyšná,“ prohlašuje její nadřízený.

Ačkoli se o samotném materiálu může hovořit jako o „hliníku“, požadavky na materiál se mohou značně lišit v závislosti na daném výrobku, místě použití dílu a způsobu obrábění. „Yamaha má obrovskou sbírku hliníkových ‚receptů', které vytvořili naši předchůdci, a to je jednou z našich silných stránek,“ pokračuje Ošima. „Naše filozofie spočívá v tom, že hliník je oblast výroby, ve které nesmíme být nikdy překonáni, a myslím, že za tím stojí skutečnost, že Yamaha už dlouho dělá odlitky zcela sama. Tato sebedůvěra a hrdost nás ženou kupředu.“

Práce s hliníkem vyžaduje pečlivé řízení teploty do červena rozžhaveného roztaveného kovu, přimíchání tajné směsi dalších prvků a následné tepelné zpracování vytvarovaného kusu. Úkolem Ošimy jako výzkumnice je využít své akademické znalosti a uplatnit nové myšlenky, aby našla správnou rovnováhu mezi tuhostí a pružností a zároveň usilovala nejen o vynikající celkovou pevnost a houževnatost, ale také o krásu.

Inovace zrozené v tovární hale

Nová hliníková kola, kterými je vybaven nejnovější model MT-09, jsou vyrobena metodou Flow Forming a představují mimořádný úspěch Ošimina výzkumu.

Při vývoji tohoto modelu se Yamaha pustila do nové a ambiciózní výzvy extrémního snížení hmotnosti, vedena myšlenkou, že pokud se podaří nějakým způsobem zvýšit základní vlastnosti hliníku, bude to podnětem k novým inovacím pocházejícím přímo z tovární haly. Konstrukční i výrobní oddělení se do projektu vrhla se vší vervou a úspěšně vytvořila speciální hliníkovou slitinu a proces tepelného zpracování, který se nepodařilo vymyslet ani jejich předchůdcům. Tato kombinace umožnila společnosti nabídnout první sériově vyráběná kola pro motocykly vytvářená technologií Flow Forming. Nesou název Yamaha SpinForged Wheels a mají ráfky o tloušťce pouhé 2 mm (oproti 3,5 mm u dosluhujícího modelu) a přední i zadní kolo jsou dohromady o 0,7 kg lehčí. Snížení hmotnosti patří k nejnáročnějším úkolům v oboru a díky tomuto úspěchu si tato kola zaslouží být označována za inovativní.

„Největší výzvou pro nás bylo, že jsme neměli žádné metriky, ze kterých bychom mohli vycházet. Bez nich nemůžeme vyhodnotit, kde je třeba stanovit náš cíl, takže bylo určitě obtížné vyvinout materiál a zároveň vytvořit vhodnou metodu hodnocení,“ připouští Ošima. Díky usilovné snaze a tvrdé práci je však tento úspěch mnohem cennější a na tato kola je nesmírně pyšná.

„Pokud jde například o samotnou pevnost, hliník železo nepřekoná. Na druhou stranu má hliník výhody, jako je lehkost, odolnost proti korozi, vysoká obrobitelnost a také krása. I když se naše Monozukuri v budoucnu změní, jsem si jistá, že hliník zůstane i nadále naším preferovaným materiálem. Věřím, že mým úkolem jako výzkumnice v oblasti materiálů je tento potenciál využít a rozvíjet.“

Cesta lití společnosti Yamaha Motor

Naše kořeny v technologii lití sahají k technikám odlévání klavírních rámů ve společnosti Nippon Gakki Co., Ltd. (dnešní Yamaha Corporation). Tyto postupy byly převzaty a použity při výrobě motoru a dílů pro první motocykl Yamaha YA-1 v roce 1955. Od té doby společnost Yamaha pokračuje v odlévání nepřeberného množství dílů nejen pro motocyklové motory, ale také pro podvozky, lodní výrobky, automobilové motory a další – přičemž všechny tyto díly vyrábí interně. Schopnost odlévat velké i malé díly a komponenty ve vlastní výrobně z nás udělala raritu mezi světovými výrobci motocyklů.

Výroba kol pro naše motocykly je dobrým příkladem této schopnosti. Kromě vakuového lití hliníkových kol se společnosti Yamaha podařilo v roce 2015 u modelu YZF-R1 odlít hořčíková kola pro sériovou výrobu, což se dříve považovalo za neproveditelné pro velkosériový produkt. Proces Flow Forming pro výrobu kol Yamaha SpinForged se již často používal také při výrobě kol pro automobily, ale kola pro motocykly vyžadují atraktivní design na obou stranách, takže přizpůsobení technologie Flow Forming pro náš průmysl představovalo značnou výzvu. Aby ji společnost Yamaha překonala, pečlivě vybrala variantu hliníku, se kterou bude pracovat, opakovaně experimentovala s různými kombinacemi slitin při hledání správné pevnosti a trvanlivé houževnatosti a vymyslela optimální metodu tepelného zpracování. Výsledkem této a dalších prací je kolo Yamaha SpinForged.

Továrny společnosti Yamaha daly vzniknout mnoha novým technologiím v oblasti lití, od naší technologie tlakového lití hliníku s řízeným plněním (CF), která umožňuje masově vyrábět velké, avšak tenké díly, až po náš celohliníkový válec DiASil, který je světovým unikátem. Tyto úspěchy podtrhují hlubokou a dlouholetou hrdost řemeslníků na pracovištích společnosti Yamaha, kteří považují odborné znalosti v oblasti odlévání hliníku za jednu z nejsilnějších stránek společnosti a za oblast, v níž musí navždy zůstat lídrem.