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SpinForged-Räder von Yamaha: Innovation aus der Fertigung

Yamaha SpinForged Wheels

Entwickelt für die brandneue 2021er MT-09, eröffnen die SpinForged Wheels von Yamaha durch das Fließpressverfahren (Flow Forming), mit dem sie gefertigt werden, eine neue und innovative Art des Leichtbaus. Einer der Schlüsselfaktoren für die weltweit erstmalige, erfolgreiche Anwendung dieses Verfahrens bei einem Serienmotorrad war die Entwicklung einer speziellen Aluminiumlegierung. Sie wurde von der Yamaha-eigenen Materialforschung eigens für das Fließpressen entwickelt. In dieser Ausgabe möchten wir die Aluminiumspezialistin bei Yamaha vorstellen, die eine wichtige Rolle im Prozess der Entwicklung dieser neuen Leichtbauräder spielte und einige der Herausforderungen schildern, die sie dabei erlebte.

  • “Aluminum contains so much potential but it’s also very beautiful,” says Kahori Oshima.

  • Das Talent einer Aluminiumforscherin nutzen

    „Auch wenn nur wenige Faktoren geändert werden, kann dies die Reaktion des Aluminiums -- gewissermaßen seine ‚Persönlichkeit‘ -- verändern”, sagt Kahori Oshima von der Materials Division bei Yamaha Motor. Sie redet so liebevoll über das Metall, als ob sie einen Freund oder guten Bekannten vorstellen würde. „Es kann manchmal wirklich empfindlich reagieren und gibt uns häufig keinen Spielraum für Anpassungen.“ Trotz dieser ‚Persönlichkeit‘ ist Aluminium ein äußerst wichtiges Material für die Herstellung unserer Motorräder, Außenbordmotoren und verschiedener anderer Yamaha-Produkte.

    Seit ihrem Eintritt in das Unternehmen arbeitet Oshima als Materialforscherin und hat sich auf Aluminium spezialisiert. Ihre Arbeit und ihre Erkenntnisse haben ihr das Lob und Vertrauen der Entwicklungs- und Produktionsabteilungen von Yamaha eingebracht. „Sie ist unsere ‚Cocktailmixerin für Aluminium‘, und auf ihre Fähigkeit, diese ‚Cocktails‘ zu mixen, ist Yamaha sehr stolz“, erklärt ihr Vorgesetzter.

    Auch wenn das Material selbst einfach nur „Aluminium“ genannt wird, können die Anforderungen an das Material je nach Produkt, Verwendungszweck und Bearbeitungsmethode sehr unterschiedlich sein. „Yamaha besitzt eine riesige Sammlung von ‚Aluminium-Rezepturen‘ von unseren Vorgängern und dies ist eine unserer Stärken“, fährt Oshima fort. „Wir haben hier das Ethos, dass die Aluminiumproduktion ein Fertigungsbereich ist, in dem wir niemals unterlegen sein dürfen und ich denke, das liegt daran, dass Yamaha lange Zeit das Gießen ganz allein gemacht hat. Dieses Vertrauen und dieser Stolz treiben uns an.“

    Bei der Arbeit mit Aluminium muss die Temperatur des rotglühenden, geschmolzenen Metalls sorgfältig kontrolliert werden, und eine geheime Mischung zusätzlicher Elemente muss beigemischt werden. Das geformte Stück muss anschließend einer Wärmebehandlung unterzogen werden, um den Fertigungsprozess abzuschließen. Oshimas Aufgabe als Forscherin ist es, ihr akademisches Wissen zu nutzen und neue Ideen einzubringen, um die richtige Balance aus Steifigkeit und Flexibilität zu finden. Dabei geht es nicht nur um eine hervorragende Gesamtfestigkeit und Zähigkeit, sondern auch um die Ästhetik.

  • Innovationen, die aus der Fertigung stammen

    Die neuen Aluminiumfelgen der aktuellen MT-09 werden im Fließpressverfahren hergestellt und sind ein herausragendes Ergebnis von Oshimas Forschung.

    Bei der Entwicklung dieses Modells stellte sich Yamaha der neuen und ehrgeizigen Herausforderung einer extremen Gewichtsreduzierung -- angetrieben von der Idee, dass, wenn man die grundlegenden Eigenschaften des Aluminiums auf irgendeine Weise verbessern kann, dies zu neuen Innovationen in der Fertigung führen kann. Sowohl die Konstruktions- als auch die Fertigungsabteilung engagierten sich voll für das Projekt und entwickelten erfolgreich eine spezielle Aluminiumlegierung und ein Verfahren zur Wärmebehandlung, das selbst ihre Vorgänger noch nicht erfunden hatten. Diese Kombination ermöglichte es dem Unternehmen, in Großserie die ersten Motorradräder im Fließpressverfahren zu produzieren. Sie tragen den Namen Yamaha SpinForged Wheels und sind nur 2 mm dick (im Vergleich zu 3,5 mm beim Vorgängermodell). Vorder- und Hinterrad zusammengenommen sind jetzt 0,7 kg leichter. Die Gewichtsreduzierung gehört zu den anspruchsvollsten Aufgaben in der Industrie. So kann man diese Räder mit Fug und Recht als innovativ bezeichnen.

    „Was uns am meisten Schwierigkeiten bereitete, war die Tatsache, dass wir keine Basiskennzahlen hatten. Ohne diese können wir bei der Bewertung nicht herausfinden, wo wir unser Ziel stecken sollten. Daher war es problematisch, gleichzeitig das Material und eine Bewertungsmethode zu entwickeln“, bekennt Oshima. Aber die Anstrengungen und die harte Arbeit haben sich gelohnt und sie ist unglaublich stolz auf diese Räder.

    „Wenn es beispielsweise nur allein um die Stärke geht, kann Aluminium Eisen nicht schlagen. Andererseits hat Aluminium seine Vorteile wie geringes Gewicht, Korrosionsbeständigkeit, gute Möglichkeiten zur Bearbeitung und seine Ästhetik. Selbst wenn sich unser Monozukuri in Zukunft verändern sollte, bin ich sicher, dass Aluminium das Material der ersten Wahl bleiben wird. (Monozukuri, japanisch für Produktion von Waren) Ich glaube, meine Rolle als Materialforscherin ist es, dieses Potential zu erschließen und herauszuarbeiten.“

     

  • A special flow forming process is used to create each Yamaha SpinForged Wheel.

Die Entwicklung des Gießens bei Yamaha Motor

Unsere Wurzeln in der Gusstechnik basieren auf Techniken zum Gießen von Klavierrahmen bei Nippon Gakki Co, Ltd. (der heutigen Yamaha Corporation). Diese Techniken wurden angepasst und verändert, um den Motor und Teile des ersten Motorrads von Yamaha, der YA-1 aus dem Jahr 1955, zu erschaffen. Seitdem hat Yamaha eine Fülle von Teilen nicht nur für Motorradmotoren, sondern auch für Fahrwerke, Marine-Produkte, Automotoren und vieles mehr gegossen -- alles im eigenen Haus. Mit der Fähigkeit, sowohl große als auch kleine Teile und Komponenten im eigenen Haus zu gießen, nehmen wir unter den Motorradherstellern der Welt eine Sonderstellung ein.

Die Produktion der Räder unserer Motorräder ist ein gutes Beispiel für diese Fähigkeit. Zusätzlich zum Vakuumdruckguss von Aluminiumrädern war Yamaha mit dem Guss von Magnesiumrädern in der Massenproduktion für die R1 im Jahr 2015 erfolgreich. Das galt bis dahin für ein Großserienprodukt als unmöglich. Das Fließpressverfahren zur Erzeugung der Yamaha SpinForged Räder wurde bereits häufiger bei der Produktion von Autorädern angewandt. Aber Motorradräder müssen von beiden Seiten gut aussehen. Die daher notwendige Anpassung des Fließpressverfahrens für unseren Bereich stellte eine große Schwierigkeit dar. Um sie zu beseitigen, wählte Yamaha sorgfältig eine Aluminiumvariante aus, experimentierte wiederholt mit verschiedenen Legierungskombinationen, um die richtige Festigkeit und Langlebigkeit zu finden und entwickelte die ideale Wärmebehandlungsmethode dafür. Das Yamaha SpinForged Wheel war das Ergebnis dieser Arbeit und mehr.

Die Yamaha-Produktionsstätten haben zahlreiche neue Technologien im Bereich des Gießens hervorgebracht, angefangen von unserer CF-Technologie (Controlled Fill), die große, aber dünne Teile in Serie produzieren kann, bis hin zu unserem DiASil-Zylinder, einer Weltneuheit, der komplett aus Aluminium besteht. Diese Errungenschaften unterstreichen den tiefen und lang gehegten Stolz der Mitarbeiter in den Yamaha-Produktionsstätten, die das Know-how des Unternehmens in Sachen Aluminiumguss als eine der größten Stärken und als einen Bereich betrachten, in dem das Unternehmen immer führend sein muss.