由小野太郎創(chuàng)辦的Washi Beam以紡織機(jī)的繞線軸起家，并憑借獨(dú)創(chuàng)的區(qū)域鍛壓技術(shù)成為行業(yè)的龍頭老大。進(jìn)而在1984年迎來(lái)一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，成功獲得德國(guó)BBS鍛造輪圈系列的代工業(yè)務(wù)，宣告向汽車用鍛造輪圈轉(zhuǎn)型。
Washi Beam作為BBS品牌唯一一個(gè)鍛造加工中心、日本BBS金字商標(biāo)持有者，日本BBS是世界上頂尖的鍛造輪圈制造廠之一，為何BBS輪圈被譽(yù)為世界頂級(jí)鍛造輪圈，為何日本BBS深得F1賽車的信賴，在BBS經(jīng)典的“Y”形輪輻之下，蘊(yùn)含了日本BBS怎樣的生產(chǎn)技術(shù)？在日本BBS亞太區(qū)營(yíng)業(yè)顧問(wèn)楊狄邦先生的安排下，筆者深入日本BBS輪圈制造的腹地，為大家解密日本BBS輪圈的那些事。
圖：由于高岡工廠是Washi Beam的發(fā)源地，廠區(qū)內(nèi)的不少建筑都有一定的年份，保留了Washi Beam成長(zhǎng)的印記。
圖：Washi Mayer副社長(zhǎng)谷川章先生（左3）、日本BBS亞太營(yíng)業(yè)顧問(wèn)楊狄邦先生以及鴨島、荒井、巖佐幾位“導(dǎo)游”與筆者合影。
圖：感謝日本BBS亞太區(qū)營(yíng)業(yè)顧問(wèn)楊狄邦先生的精心安排。
日本BBS工廠簡(jiǎn)介
日本BBS鍛造輪圈的工廠，亦就是Washi Beam的廠房，位于日本本州島中西部沿海的一個(gè)小型城鎮(zhèn)，富山縣高岡市。小野集團(tuán)之所以選擇在高岡市開(kāi)設(shè)工廠，是因?yàn)楦邔朽徑毡局匿X合金冶煉中心，地理上的接近令Washi Beam與原材料供應(yīng)方的合作更為緊密，輪圈以及其他工業(yè)用轉(zhuǎn)軸的鋁合金原材料的取得非常方便，供應(yīng)方能夠向Washi Beam提供后者所需標(biāo)號(hào)的鋁材。
由于人口密度較低，當(dāng)?shù)貨](méi)有太大的土地壓力，Washi Beam的廠房幾經(jīng)擴(kuò)張，主要由6至8所平房建筑組成，廠房區(qū)域內(nèi)亦可以見(jiàn)到被精心修葺過(guò)的植物，完全不像想象中的重工業(yè)廠房，反而更像現(xiàn)在國(guó)內(nèi)興起的創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園區(qū)。只有往返于高岡工廠與負(fù)責(zé)涂裝的小矢工廠之間的Washi Beam卡車在大院內(nèi)繁忙地穿梭，以及機(jī)械加工廠房的Washi Mayer以及BBS標(biāo)志，提醒著我們，這就是日本BBS品牌輪圈的誕生地。
圖：雖然廠房形象欠缺現(xiàn)代化的感覺(jué)，但廠房?jī)?nèi)的設(shè)備卻是世界頂尖的先進(jìn)。
圖：進(jìn)入辦公樓，陳列區(qū)擺放了日本BBS的產(chǎn)品，包括F1賽車用的鍛造鎂合金輪圈、為車廠OE的鋁合金輪圈以及改裝用的經(jīng)典“Y”爪輪圈。
圖：廠區(qū)隨處可見(jiàn)這種可舒緩壓力的園藝角，為廠房注入了生氣。
1、鍛造技術(shù)
首先必須再次重提輪圈成型的兩種主要工藝，鑄造與鍛造，以及精加工的數(shù)控加工中心。鑄造（Cast）是將原材料加熱至流質(zhì)的熔融狀態(tài)，注入模具中，冷卻后成形；鍛造（Forge）則是對(duì)材料加熱至少量軟化，然后用鍛壓機(jī)將毛坯壓向模具，擠壓成形；數(shù)控加工則是將整塊的材料進(jìn)行切割、刨削、研磨等的加工。鑄造過(guò)程由于金屬要熔化成流質(zhì)，在冷卻為固體時(shí)分子結(jié)構(gòu)重新成形，會(huì)受到在加熱過(guò)程中溶解的氣體、水蒸氣等的影響，令分子結(jié)構(gòu)形成塊狀，強(qiáng)度較低，但生產(chǎn)較為容易。
而鍛造則是在不破壞分子結(jié)構(gòu)的前提下，加熱令分子間作用力減少易于“變形”，因此即使改變形狀，微觀分子結(jié)構(gòu)仍然保持緊密，同時(shí)分子束可跟隨鍛壓模具“流動(dòng)”，力學(xué)性能高，生產(chǎn)成本比鑄造高出許多；數(shù)控加工以直接切割的方式，刀具會(huì)破壞掉原有的微觀分子流向，在復(fù)雜的受力環(huán)境下顯得較脆，因?yàn)樾枰M(jìn)行大量切削以及浪費(fèi)原材料，生產(chǎn)成本亦較高。
圖：左下方的是鍛造輪圈截面，右上方是鑄造輪圈截面，從照片已經(jīng)可以看到兩種制造方法，其金屬組織的區(qū)別，鑄造的金屬顆粒塊較大，鍛造輪圈則基本上看不出金屬顆粒。
圖：左圖是鑄造的微觀結(jié)構(gòu)，右圖是BBS鍛造的微觀結(jié)構(gòu)。分子顆粒越細(xì)，材料韌性越高，抗沖擊的強(qiáng)度也越好。
圖：日本BBS的研發(fā)中心，負(fù)責(zé)輪圈的設(shè)計(jì)，制定生產(chǎn)流程，以及輪圈成品的測(cè)試。
2、鍛造技術(shù)
日本BBS則始終堅(jiān)持只使用鍛壓技術(shù)來(lái)制造每一顆輪圈，數(shù)控加工只占據(jù)極少的分量，如切除輪輻之間的多余材料、鉆螺絲孔以及輪圈邊緣拋光等不涉及輪圈力學(xué)結(jié)構(gòu)的步驟。而隨著鋁合金加工技術(shù)的發(fā)展，如今有不少的輪圈廠研發(fā)出可以實(shí)現(xiàn)將材料在熔化與固體之間的狀態(tài)進(jìn)行成形，或者將輪圈進(jìn)行初次鍛壓之后，進(jìn)行熱壓或者數(shù)控加工相結(jié)合的方式，來(lái)生產(chǎn)輕量化輪圈。
雖然新型的加工技術(shù)能夠提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本，但由于它們都無(wú)法制作出性能完美的輪圈，日本BBS依然堅(jiān)持采用成本高昂而且難度大的三次鍛壓的鍛造工藝，按照自己的經(jīng)營(yíng)哲學(xué)，生產(chǎn)每一顆輪圈。正正是這樣的執(zhí)著，才使得Washi Beam能夠?qū)BS品牌升華，晉升為頂級(jí)車廠以及頂級(jí)賽車領(lǐng)域的合作伙伴。
圖：左圖是他廠鍛造輪圈微觀結(jié)構(gòu)，右圖是BBS鍛造輪圈微觀結(jié)構(gòu)，日本BBS的鍛造輪圈分子分布更均勻。
圖：每一款輪圈的設(shè)計(jì)都要經(jīng)過(guò)仿真模擬受力分析，成品被制造出來(lái)也都要經(jīng)受多個(gè)測(cè)試，才能夠進(jìn)入量產(chǎn)的階段。
圖：這個(gè)是等頻率徑向負(fù)荷測(cè)試儀，模擬輪圈真實(shí)行駛的測(cè)試，可以看到輪輻在負(fù)荷的作用下會(huì)有小幅度的震動(dòng)哦。
圖：滾動(dòng)疲勞測(cè)試，日本BBS的要求是要進(jìn)行50萬(wàn)公里的測(cè)試，也就是說(shuō)比一輛汽車的報(bào)廢里數(shù)還要多。
1、帶你看輪圈生產(chǎn)過(guò)程
日本BBS用以制作鍛造輪圈的機(jī)器，主要有3千噸、5千噸、7千噸、8千噸以及9千噸的鍛壓機(jī)，根據(jù)不同輪圈的設(shè)計(jì)鍛造壓力選擇不同“噸位”的鍛壓機(jī)。BBS鍛造輪圈采用多重鍛壓工藝。制作一顆輪圈，要先從圓柱形的毛坯鋁材，經(jīng)過(guò)第一次鍛壓成餅狀；二次鍛壓與三次鍛壓是由同一臺(tái)鍛壓機(jī)完成的，將餅狀的初鍛品進(jìn)一步鍛壓出輪輻、輪沿等細(xì)節(jié)。當(dāng)然在輪圈被鍛壓之前，要先將材料加熱到一個(gè)特定的溫度，讓材料軟化至一定程度，既有比常溫更高的延展性，同時(shí)也不會(huì)破壞分子之間的分子作用力，以確保力學(xué)性能。Washi Mayer在這方面擁有非常豐富的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。
圖：Washi Mayer的鍛造生產(chǎn)車間全景，擺滿了日本BBS的輪圈。
圖：與鍛造設(shè)備配套的加熱爐，讓工件達(dá)到鍛造所需的溫度。
圖：壓力達(dá)到9千噸的鍛壓機(jī)。
2、帶你看輪圈生產(chǎn)過(guò)程
三次鍛壓分別使用不同的模具，那么為什么要進(jìn)行三次鍛壓，而不能一次成形呢？舉一個(gè)例子：好比做拉面，我們要先將一塊面團(tuán)拉成一根“棍”，然后再將“棍”經(jīng)過(guò)反復(fù)的延展，才能夠做成一份拉面。
假如我們用一臺(tái)足夠大的機(jī)器，將面團(tuán)直接一次性從“團(tuán)”拉成“絲”，因?yàn)槊鎴F(tuán)本身的延展性有限，是不可能做到的。而鋁合金的延展性比面團(tuán)更差，因此如果一次性壓出整顆輪圈，鋁合金材料很難到達(dá)曲度較大的位置，會(huì)造成鍛造成形的變形，甚至因?yàn)檫^(guò)度拉扯材料而產(chǎn)生撕裂。一次鍛造不可能鍛壓出一顆輪圈，不少輪圈制造廠會(huì)在一次粗鍛之后，就將“餅”送入加工中心，直接切割出輪圈。
而日本BBS則選擇了二次鍛制，將“餅”繼續(xù)鍛壓，將金屬壓入第二次鍛壓的模具之內(nèi)，令金屬的內(nèi)部組織流線得以不被加工刀具切削而破壞。鍛壓機(jī)緩緩向輪圈胚體加壓，輪圈與模具之間因?yàn)槟Σ炼l(fā)出“咯咯”的聲音。經(jīng)過(guò)第二次鍛壓與第三次鍛壓，輪圈的輪輻已經(jīng)直接成型，不需要任何的大幅度切削加工，令輪圈的微觀金屬結(jié)構(gòu)得以保全，Washi Beam將近40年的鍛壓技術(shù)保證能夠以鍛造的方式實(shí)現(xiàn)BBS輪輻纖細(xì)造型。要指出的是，因?yàn)殄憠簷C(jī)的壓力是沿著輪圈軸向的方向，無(wú)法拉伸出輪圈的輪框，因此輪框要交到下一個(gè)工序來(lái)完成。
圖：Washi Beam工程部根據(jù)輪圈設(shè)計(jì)的需求，向鋁合金生產(chǎn)廠定制規(guī)定標(biāo)號(hào)的鋁合金材料，切割成圓筒形之后，就可以開(kāi)始鍛壓了。
圖：右方的是一次鍛壓后的模樣，左圖是二次、三次鍛壓之后的模樣，可見(jiàn)經(jīng)過(guò)三次鍛壓之后，輪圈已經(jīng)基本成型了，眼尖的讀者可以馬上辨認(rèn)出這是哪款車的配套輪圈了吧。
圖：輪圈在鍛造過(guò)程中，為了避免輪圈與模具因?yàn)榫薮蟮膲毫Χ尺B在一起，而需要在模具與工件之間涂上離型劑與潤(rùn)滑劑，因此左方亮黑色的半成品，雖然很接近成品的顏色，但實(shí)際上是離型劑與潤(rùn)滑劑的顏色，洗掉之后會(huì)露出鋁合金原色（圖右）。
3、帶你看輪圈生產(chǎn)過(guò)程
圖：在計(jì)算機(jī)的控制下的鍛壓過(guò)程。
圖：看似鍛壓的過(guò)程中，要考慮到鋁合金是否會(huì)撕裂或不能完全填充模具，因此模具的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，這也被日本BBS的工程師視為最高機(jī)密。
4、帶你看輪圈生產(chǎn)過(guò)程
輪框是用滾壓的方式拉出來(lái)的，原理就好像陶藝工藝店玩陶藝：將輪圈固定在一個(gè)自轉(zhuǎn)設(shè)備上，滾刀壓緊輪框位置，當(dāng)自轉(zhuǎn)設(shè)備啟動(dòng)，液壓滾子用極高的壓力將輪圈外沿壓緊，就像用搟面杖做餃子皮那樣，將輪框通過(guò)擠壓的方式拉伸出來(lái)。從成型的過(guò)程來(lái)看，也算是一種鍛造工藝，并且是最能夠保持金屬原始特性的冷鍛。
不少的鍛造輪圈廠會(huì)為了提高效率以及節(jié)省成本，將輪圈進(jìn)行加熱，令輪圈軟化，延展性更好之后開(kāi)始進(jìn)行滾壓。但日本BBS的工程師們則認(rèn)為輪圈軟化之后分子結(jié)構(gòu)會(huì)因此而變得較為松散，而輪框作為承載輪胎的主體，其強(qiáng)度不能有一絲妥協(xié)。因此日本BBS依然堅(jiān)持采用低溫（接近常溫）滾壓的方式，讓鋁合金微結(jié)構(gòu)在不遭受任何破壞的情況下加工出輪框。
首先要將上一步鍛壓過(guò)程中，輪沿部分的多余材料切除，然后就可以放入滾壓機(jī)了。伴隨著機(jī)器的轟鳴，套在模具上的輪圈，隨著滾子的徐徐進(jìn)給，輪框逐漸地一邊變薄一邊變高。在加工機(jī)器里被自動(dòng)機(jī)械臂抬出來(lái)之后，可以看到輪圈大概成型了，接下是輪圈成型的最后幾個(gè)步驟，就是將輪圈放入機(jī)械加工中心進(jìn)行精加工以及熱處理等。
圖：左方的就是滾壓用的模具，將工件套上模具上方，滾子就會(huì)根據(jù)模具的形狀將輪框碾壓出來(lái)。
圖：機(jī)械臂一邊將滾壓完成的輪圈取出（機(jī)械臂右方），一邊將將要滾壓的輪圈（圖片左方）放入滾壓機(jī)。
圖：等待加工的輪圈與加工完畢的輪圈，在滾壓工序完成之后，就要開(kāi)始對(duì)輪圈進(jìn)行熱處理以及機(jī)械切割了。
圖：方程式賽車用的頂級(jí)鎂合金鍛造輪圈，并不會(huì)因?yàn)槭琴愜囕喨Γ汀案咻喴坏取庇幸惶讓Ｓ玫纳a(chǎn)流程，它們與其他輪圈共享生產(chǎn)設(shè)備以及制造過(guò)程，共線生產(chǎn)。
5、帶你看輪圈生產(chǎn)過(guò)程
所有的基本成型步驟桀紂之后，接下來(lái)要將輪圈送到下一個(gè)流程，熱處理。日本BBS的工程師并沒(méi)有透露熱處理的種類，但從熱處理設(shè)備以及輪圈制作過(guò)程的需求來(lái)推斷，應(yīng)該是退火工藝。退火工藝要將工件加熱到某個(gè)溫度，然后緩慢冷卻。它能夠令輪圈消除鍛造以及切割時(shí)產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力防止輪圈變形，以及改善金屬組織結(jié)構(gòu)提高輪圈的延展性和韌性等，令輪圈更加耐用。
退火之后，輪圈將被運(yùn)送到高度自動(dòng)化的機(jī)械加工中心?；旧鲜且詸C(jī)械人進(jìn)行操作，機(jī)械加工中心負(fù)責(zé)完成鍛造工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)的步驟，例如把輪輻之間的多余的鋁材切除，以及精加工出螺絲孔、中心孔以及輪圈法蘭位置的偷空部位等。機(jī)械加工之后，專門的技工對(duì)刀具切割而產(chǎn)生的毛邊進(jìn)行打磨，之后輪圈就算基本成型了。
之后還有非常關(guān)鍵的一步，對(duì)輪圈進(jìn)行噴丸強(qiáng)化，以提高零件機(jī)械強(qiáng)度以及耐磨性、抗疲勞和耐腐蝕性，以及進(jìn)一步消除鍛造輪圈的殘留應(yīng)力。經(jīng)過(guò)噴丸之后，輪圈本體就算完成了（部分需要拋光的款式，則需要再次“回爐”機(jī)械拋光），運(yùn)送到小矢工場(chǎng)完成涂裝之后，便可回到成品質(zhì)檢科，檢查沒(méi)有問(wèn)題之后就可以裝箱入倉(cāng)了。
圖：對(duì)輪圈進(jìn)行退火處理的爐子。
圖：退火處理完之后，就別送入數(shù)控加工中心進(jìn)行機(jī)械加工。
6、帶你看輪圈生產(chǎn)過(guò)程
圖：機(jī)械加工完畢的輪圈，將會(huì)被送到人手檢驗(yàn)以及最終修正的工序。
圖：人工檢查的步驟主要是將機(jī)械加工的殘余毛邊清除掉。
7、帶你看輪圈生產(chǎn)過(guò)程
圖：噴丸處理之后，輪圈呈現(xiàn)出啞光色澤，這是由于鐵微粒以極高的速度對(duì)輪圈表面進(jìn)行噴射，改變了輪圈表面的形態(tài)，變得粗糙就像砂紙一樣。
圖：如IS-F的OE輪圈，需要進(jìn)行特殊的機(jī)械拋光處理，就需要另行處理，而其他沒(méi)有特殊效果的輪圈，就會(huì)運(yùn)送到小矢工場(chǎng)進(jìn)行涂裝。
圖：對(duì)涂裝效果進(jìn)行確認(rèn)，就可以作為成品出貨了。
8、帶你看輪圈生產(chǎn)過(guò)程
圖：涂裝的顏色也有檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。
圖：BBS倉(cāng)庫(kù)，輪圈數(shù)量那叫一個(gè)可觀。
圖：BBS輪圈的配件，例如有McGard代工的輪圈螺絲。
結(jié) 語(yǔ)
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真金不怕紅爐火，真鍛不怕攝影機(jī)。一長(zhǎng)串緊密合作的頂級(jí)汽車制造商以及在各個(gè)賽場(chǎng)上取得輝煌的戰(zhàn)績(jī)背后，是日本BBS對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)以及品質(zhì)堅(jiān)持不懈的追求。業(yè)精于勤，看似簡(jiǎn)單的鍛造輪圈，積淀了Washi Beam工程師們超過(guò)40年的鋁合金加工技術(shù)。
Washi Beam對(duì)于日本BBS品牌的經(jīng)營(yíng)并沒(méi)有固步自封，挑戰(zhàn)使用更高硬度的鋁合金來(lái)制造鍛造輪圈，成功開(kāi)發(fā)出新型的以航空等級(jí)鋁材鍛造而成的Dura系列。此外由于經(jīng)營(yíng)出色，Washi Beam有能力將德國(guó)BBS出售的賽車部門整體收購(gòu)至囊中，從以往為BBS賽車部門代工輪圈的角色，升格為直接經(jīng)營(yíng)BBS參與的所有賽事的操手。