Η νέα μέθοδος εξελασμένων αλουμινένιων τροχών της Yamaha

Τεχνολογία που θα δούμε σε πολλά νέα μοντέλα
Από τον

Λάζαρο Μαυράκη

3/12/2021

Εξελιγμένη για το καινούργιο MT-09 του 2021, η μέθοδος για τους εξελασμένους τροχούς της Yamaha, αποτελεί μια καινοτομία στην προσπάθεια μείωσης του βάρους κατά την διάρκεια της κατασκευής. Ένας από τους κύριους παράγοντες που οδήγησαν στην εξέλιξη και την εφαρμογή της συγκεκριμένης μεθόδου για πρώτη φορά στον κόσμο σε μαζικής παραγωγής μοτοσυκέτα, ήταν η δημιουργία ενός ειδικού κράματος αλουμινίου ειδικά για αυτή την μέθοδο, από το τμήμα έρευνας υλικών του εργοστασίου.

Ένα μέλος του τμήματος με εξειδίκευση στο αλουμίνιο, ο οποίος έπαιξε βασικό ρόλο στην εξέλιξη και την δημιουργία των πανάλαφρων τροχών του ΜΤ-09, είναι η Kahori Oshima, η οποία εξηγεί και τις προκλήσεις που αντιμετώπισε στην όλη διαδικασία.

"Η αλλαγή μερικών μόνων παραμέτρων μπορεί να μεταβάλλει εντελώς το πώς αντιδρά το αλουμίνιο ή την "προσωπικότητά" του", λέει η Oshima, η οποία μιλάει προσδίδοντας μια ανθρώπινη προσωπικότητα στο υλικό. "Μπορεί μερικές φορές να είναι ευαίσθητο χωρίς να αφήνει κανένα περιθώριο για μετατροπές". Παρά όμως αυτήν την ιδιαίτερη "προσωπικότητα", το αλουμίνιο είναι ένα από τα βασικά υλικά στην κατασκευή μοτοσυκλετών, και όχι μόνο.

Γι' αυτό το λόγο η Oshima αποτελεί ένα "κεφάλαιο" για την Yamaha, με τον Υπεύθυνο του τμήματος να την παρομοιάζει σαν μία "μπάργουμαν για αλουμίνια", με την Yamaha να εξυμνεί την ικανότητά της να φτιάχνει τέτοιου είδους κοκτέιλ.

Πέρα από αυτό όμως, ενώ αναφερόμαστε στο υλικό γενικά ως αλουμίνιο, οι απαιτήσεις που υπάρχουν από το συγκεκριμένο υλικό μπορεί να διαφέρουν πάρα πολύ, ανάλογα με το προϊόν, το πού θα χρησιμοποιηθεί το κάθε εξάρτημα, αλλά και την μέθοδο μηχανουργικής κατεργασίας που χρησιμοποιείται. Η Yamaha έχει έναν μεγάλο… τσελεμεντέ με ανάλογες "συνταγές" που έχουν δημιουργηθεί όλα αυτά τα χρόνια από το αντίστοιχο τμήμα του εργοστασίου και πάνω σε αυτό χτίζονται και οι νέες.

Όπως αναφέρει η Oshima στις δηλώσεις της, η Yamaha έχει ως αρχή της να είναι πάντα πρωτοπόρος σε ό,τι αφορά το αλουμίνιο και αυτό έχει να κάνει με το γεγονός ότι όλες οι εξιλάσεις γίνονται μέσα στο εργοστάσιο από την απαρχή της δημιουργίας του.

Για να "δουλευτεί" το αλουμίνιο απαιτούνται ο εξαιρετικά προσεκτικός έλεγχος της θερμοκρασίας του λιωμένου υλικού, η μίξη του "μυστικού" χαρμανιού από επιπλέον στοιχεία και η θερμική κατεργασία του διαμορφωμένου κομματιού για το φινίρισμα. Ο ρόλος της Oshima ως ερευνήτρια, είναι να ανατρέξει στην εμπειρία και τις γνώσεις της για να προτείνει νέες ιδέες που θα αφορούν την ισορροπία ανάμεσα στην ακαμψία και τις ελαστικότητες, η οποία θα πρέπει να συνδυαστεί με την συνολική αντοχή, αλλά και την ωραία εξωτερική εμφάνιση…

Οι νέοι αλουμινένιοι τροχοί που έχουν τοποθετηθεί στο πιο πρόσφατο ΜΤ-09, έχουν κατασκευαστεί με την μέθοδο που αποτελεί την τελευταία ανακάλυψη της Oshima. Ένας από τους στόχους που έθεσαν στην Yamaha κατά την διάρκεια εξέλιξης του μοντέλου, ήταν η θεαματική μείωση του βάρους, βασιζόμενοι στην ιδέα πως αν αυξήσεις τα βασικά χαρακτηριστικά του αλουμινίου, θα προκύψουν νέες καινοτομίες.

Το τμήμα των μηχανολόγων και το τμήμα κατασκευής συμμετείχαν ενεργά στο project και δημιούργησαν ένα ειδικό κράμα αλουμινίου και μια ειδική διαδικασία θερμικής επεξεργασίας. Αυτός ο συνδυασμός έδωσε την δυνατότητα στο εργοστάσιο να προσφέρει τους πρώτους τροχούς μοτοσυκλέτας μαζικής παραγωγής με την μέθοδο της εξέλασης με ροή. Η Yamaha τους ονόμασε SinForged Wheels, όπου το πάχος της ζάντας είναι μόλις στα 2mm (σε σχέση με τα 3,5mm του προηγούμενου μοντέλου), ενώ η μείωση του βάρους και από τους δύο τροχούς (εμπρός-πίσω) είναι 700 γραμμάρια.

Για να δώσουμε μια εικόνα πως λειτουργεί η μέθοδος αυτή, φανταστείτε πως ξεκινάμε αρχικά από ένα χυτό κομμάτι που έχει τα βασικά χαρακτηριστικά (σχήμα και μπράτσα.) Στη συνέχεια το κομμάτι τοποθετείται πάνω σε έναν επίπεδο τροχό που γυρίζει πολύ γρήγορα, σαν να ήταν τόρνος. Όσο γυρίζει, μια πολύ δυνατή φλόγα ζεσταίνει το υλικό για να αποκτήσει ευκαμψία και ένας τύπου ρουλεμάν που βρίσκεται στο εσωτερικό του τροχού παίζει το ρόλο που θα έπαιζε το χέρι ενός αγγειοπλάστη στο κομμάτι του πηλού που περιστρέφεται, για να του δώσει το τελικό σχήμα. Αυτή η διαδικασία συμπιέζει και την δομή του υλικού για να αποκτήσει μεγαλύτερη αντοχή. Στο τέλος γίνεται το φινίρισμα και η τελική επεξεργασία, αλλά με πολύ λιγότερη πολυπλοκότητα σε σχέση με τους υπόλοιπους εξελασμένους τροχούς.

"Η πιο μεγάλη δυσκολία ήταν ότι δεν είχαμε σημείο αναφοράς για να συνεχίσουμε από εκεί. Χωρίς αυτό, δεν μπορούσαμε να καθορίσουμε τον στόχο μας, οπότε ήταν δύσκολο να φτιάξουμε ένα υλικό και παράλληλα να δημιουργήσουμε την κατάλληλη μέθοδο αξιολόγησης", λέει η Oshima. "Για παράδειγμα, αν λάβουμε υπόψιν μας μόνο την αντοχή, το αλουμίνιο δεν μπορεί να νικήσει το σίδερο. Αλλά από την άλλη, το αλουμίνιο έχει πλεονεκτήματα όπως το χαμηλότερο βάρος, δεν σκουριάζει, είναι εύκολη η κατεργασία του και είναι πιο όμορφο. Ακόμη και το "Monozukuri" μας (σ.σ. η ιαπωνική λέξη για την παραγωγή και τον τρόπο που γίνονται τα πράγματα) αλλάξει στο μέλλον, το αλουμίνιο θα παραμείνει μέσα στις επιλογές μας."

Το βέβαιο είναι πως η αρχή που έγινε με το ΜΤ-09 θα έχει και συνέχεια και σε άλλα μοντέλα της Yamaha. Τα οφέλη από το μικρότερο μη αναρτώμενο βάρος στην δημιουργία του γυροσκοπικού φαινομένου και κατ' επέκταση στην συμπεριφορά της μοτοσυκλέτας, αλλά και στην διατήρηση του κόστους χαμηλά καθώς είναι μια πιο φτηνή παραγωγική διαδικασία, αποτελεί ουσιαστικά μονόδρομο για την Yamaha.

H Yamaha έχει μεγάλη παράδοση στην χύτευση, από τα πλαίσια των πιάνων της Nippon Gakki Co. Ltd (η σημερινή Yamaha Corporation). Σε εκείνες τις τεχνικές βασίστηκε για να φτιάξει εξαρτήματα και τον κινητήρα για την πρώτη μοτοσυκλέτα της η Yamaha το 1955, το ΥΑ-1. Από τότε, η Yamaha έχει προχωρήσει με την χύτευση πάρα πολλών εξαρτημάτων, όχι μόνο για κινητήρες, αλλά για πλαίσια, για προϊόντα θαλάσσης, κινητήρες αυτοκινήτων κ.α. Είναι μάλιστα από τους λίγους κατασκευαστές μοτοσυκλετών στον κόσμο που κάνουν χύτευση μεγάλων και μικρών εξαρτημάτων μέσα στο ίδιο το εργοστάσιο.

Πέρα από την χύτευση αλουμινένιων τροχών σε κενό αέρα, η Yamaha έχει καταφέρει την χύτευση τροχών από μαγνήσιο σε μαζική παραγωγή για το YZF-R1 το 2015. Η διαδικασία της εξέλασης με ροή για την δημιουργία των SpinForged τροχών, χρησιμοποιείται ήδη στην κατασκευή τροχών για αυτοκίνητα, αλλά οι τροχοί των μοτοσυκλετών απαιτούν μια ωραία εμφάνιση και από τις δύο όψεις τους, γι' αυτό και η χρήση της συγκεκριμένης μεθόδου είχε αρκετά μεγάλες δυσκολίες.

Προκειμένου να ξεπεραστούν αυτές, η Yamaha επέλεξε με προσοχή το είδος του αλουμινίου, έκανε διαρκείς δοκιμές με διαφορετικούς συνδυασμούς κραμάτων, έτσι ώστε να πετύχει την σωστή αντοχή, ενώ μεγάλη μελέτη έγινε και για την θερμική κατεργασία.

Να θυμίσουμε ότι το συγκεκριμένο τμήμα του εργοστασίου της Yamaha έχει φέρει πολλές πρωτιές και καινοτομίες στην μοτοσυκλέτα, όπως η ελεγχόμενης πλήρωσης χύτευση (CF die-casting), μια τεχνολογία που δίνει την δυνατότητα μαζικής παραγωγής εξαρτημάτων με μεγάλο μέγεθος και λεπτού πάχους, όπως στους DiASil κυλίνδρους της εταιρείας.

Astemo-Honda: Τέλος οι σπάνιες γαίες για τους ηλεκτρικούς κινητήρες - Σε βάθος 5ετίας θέλει να αλλάξει τα δεδομένα

Έκλεισε δραστικά την ψαλίδα σε μέγεθος και κατανάλωση έναντι των κινητήρων με σπάνιες γαίες
honda astemo ηλεκτρικός κινητήρας
Από τον

Θοδωρή Ξύδη

12/12/2025

Μέσω της Astemo ο ιαπωνικός κολοσσός μπαίνει στον χορό των ηλεκτρικών κινητήρων που δεν απαιτούν σπάνιες γαίες για να λειτουργήσουν μειώνοντας τον περιβαλλοντικό αντίκτυπο για την κατασκευή τους αλλά και την εξάρτηση των κατασκευαστών από χώρες που έχουν πλούσια κοιτάσματα σπάνιων γαιών όπως είναι η Κίνα.

Το μέλλον της ηλεκτροκίνησης απομακρύνεται από την εξάρτηση στις σπάνιες γαίες για την κατασκευή ηλεκτρικών κινητήρων και μπαταριών για περιβαλλοντικούς, οικονομικούς και πολιτικούς λόγους. 

Η Κίνα έχει τα μεγαλύτερα αποθέματα σπάνιων γαιών και έτσι μπορεί να ελέγχει τιμές και διαθεσιμότητα πιο εύκολα από οποιονδήποτε άλλο, κάτι που δεν αρέσει φυσικά στον υπόλοιπο κόσμο ειδικά από τη στιγμή οι εγχώριοι κατασκευαστές της πρωτοστατούν στην εξέλιξη και διάδοση των ηλεκτρικών αυτοκινήτων. 

Astemo

Παράλληλα, η εξόρυξή των σπάνιων γαιών είναι ιδιαίτερα επιβλαβής για το περιβάλλον -μόλυνση του εδάφους με τοξικές ουσίες εκεί όπου γίνεται η εξόρυξη μεταξύ άλλων-, ενώ και οι ηλεκτρικοί κινητήρες και οι μπαταρίες που ενσωματώνουν σπάνιες γαίες είναι ακριβότεροι στην κατασκευή τους. Ευτυχώς λοιπόν που ο φόβος των κυβερνήσεων και των κατασκευαστών εκτός Κίνας ωθεί τις εξελίξεις στην ηλεκτροκίνηση μακριά από τις σπάνιες γαίες (και) προς ένα πιο φιλικό περιβαλλοντικά μέλλον.

Με στόχο να αντικαταστήσει εντελώς τους ηλεκτρικούς κινητήρες μόνιμου μαγνήτη (Permanent Magnet AC/DC Motor- PMAC-PMDC) η ιαπωνική Advanced Sustainable Technologies for Mobility (Astemo) ανακοίνωσε ότι εξελίσσει και αυτή έναν επαγωγικό ηλεκτρικό κινητήρα μαγνητικής αντίστασης (Reluctance Motor) με ρότορα-δρομέα που δεν ενσωματώνει στη σχεδίασή του σπάνιες γαίες. 

Η Astemo, που έχει ως μεγαλομέτοχους τις Honda και Hitachi, έχει κλείσει σημαντικά την ψαλίδα στην απόδοση μεταξύ του φιλικότερου προς το περιβάλλον κινητήρα της που χρησιμοποιεί σιδερένιο δρομέα με φερρίτη (οξείδιο του σιδήρου) και των PMAC-PMDC, ενώ έχει περιορίσει και το απαιτούμενο μέγεθος και βάρος του, τα τρία σημεία που υστερεί αυτός ο τύπος ηλεκτρικού κινητήρα έναντι εκείνων με σπάνιες γαίες. 

Ο κινητήρας των Ιαπώνων είναι παράλληλα σημαντικά μικρότερος από τους υπάρχοντες ηλεκτρικούς κινητήρες με φερρίτη που για να έχουν την ίδια απόδοση με τους PMAC-PMDC θα πρέπει να είναι τριπλάσιοι σε μέγεθος σε σχέση με αυτούς αφού η μαγνητική δύναμη του φερρίτη είναι περίπου στο 33% σε σχέση π.χ. με τον μαγνήτη νεοδυμίου, τον ισχυρότερο τύπο μόνιμου μαγνήτη που χρησιμοποιείται αυτή τη στιγμή στους ηλεκτρικούς κινητήρες. Έτσι καταναλώνουν και πολύ περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια.

Astemo

Για τον κυρίως ηλεκτρικό κινητήρα που εξελίσσουν οι Ιάπωνες χρησιμοποιούν δρομέα με φερρίτη (οξείδιο του σιδήρου), ενώ έχουν δημιουργήσει και έναν βοηθητικό σε αυτόν ηλεκτρικό κινητήρα με δρομέα που δεν έχει ούτε φερρίτη! Και στις δύο περιπτώσεις ο δρομέας είναι 30% μεγαλύτερος έναντι εκείνων που έχουν οι PMAC-PMDC, όμως η Astemo ισχυρίζεται ότι έτσι η απόδοση βρίσκεται στα ίδια επίπεδα στην περίπτωση του κυρίως κινητήρα της.

Χωρίς να αναφέρεται στο μέγεθος και το βάρος, η Astemo κάνει λόγο για μέγιστη απόδοση που φτάνει τους 241 ίππους για τον κυρίως κινητήρα και τους 181 ίππους για εκείνον που δεν έχει ούτε φερρίτη. Και στις δύο περιπτώσεις η εσωτερική σχεδίαση του ρότορα που έχει γίνει σε στρώματα -αλλάζει δηλαδή από την επιφάνεια προς τα μέσα αλλά και από το κέντρο προς τα άκρα- διευκολύνει τη ροή του στάτη (του σταθερού μέρους του κινητήρα) να περάσει μέσα από κάποιες περιοχές και έτσι αναπτύσσεται η μαγνητική ροπή στον δρομέα.

Το μεγαλύτερο πρόβλημα που ισχυρίζεται ότι έλυσε η Astemo και επέτρεψε τη μείωση του μεγέθους με ταυτόχρονη αύξηση της ισχύος είναι η διαχείριση της θερμότητας εντός του κινητήρα λόγω της υψηλής τάσης που απαιτείται (400/800V) με την ιαπωνική εταιρεία να ψύχει το τύλιγμα του στάτη με κάποιο είδος λαδιού.

Το πλάνο της Astemo, στην οποία ανήκουν οι Showa, Nissin και Keihin, είναι να έχει έτοιμους για εμπορική χρήση και μαζική παραγωγή τους κινητήρες της μέχρι το 2030 και αυτό, αν το πετύχει, θα αποτελεί παγκόσμια πρωτιά.

Ετικέτες