“支撐起日本造車業(yè)的匠人們”第1期 木型匠人 劍持正光

目錄

? 追求1/100毫米的精準度
? 通過設(shè)計圖快速構(gòu)想
? 按照圖紙卻做不出圖紙上的東西
? 手藝人的靈魂，將“無法及其代替的技能”傳承下去
? 將虛擬具象化的工作非常重要

在當今這個以3D打印、AI技術(shù)為代表的數(shù)字化時代中，造車行業(yè)的一線其實還存在著依靠“老手藝”而運轉(zhuǎn)的部門。

ToyotaTimes將聚焦這些用其自身精湛技藝支撐起汽車行業(yè)的“匠人”們。在這個特輯中，我們將陸續(xù)為大家詳細報道這些在過去、現(xiàn)在、未來的時代潮流中，將日本 “工匠精神”傳承不息，“支撐起日本造車業(yè)的匠人們”。

這次我們采訪的是參與制造過賽車發(fā)動機的“木工匠人”劍持正光。

第1期 參與制造過賽車發(fā)動機的“木工匠人”劍持正光

豐田汽車明知工廠 動力傳動系統(tǒng)總部 PT管理室 技能育成組 專家組（SX）

追求1/100毫米的精準度

其實在汽車制造中除去一部分內(nèi)飾以外，基本上很少涉及到木材的使用。無論是車身還是發(fā)動機，所有的零件幾乎都是金屬制品。車身是主要使用沖壓加工，發(fā)動機則是需要鑄造。

但豐田里卻有著一位木材加工方面的能工巧匠存在。這位匠人能夠以1/100毫米單位的精準度制造出完美的木型模型。這些木型可以用來鑄型發(fā)動機中所需要的主要部件，如發(fā)動機組、汽缸蓋、曲柄箱等。這項工種被稱之為創(chuàng)意木型師。這位匠人的名字叫做劍持正光。1959年2月14日生人，現(xiàn)年62歲。

劍持在愛知縣三好市明知町工作，那里正是主要負責生產(chǎn)汽車驅(qū)動相關(guān)零件，即發(fā)動機零件的豐田汽車明知工廠。

劍持出生于新瀉縣，畢業(yè)于豐田工業(yè)高等學園（現(xiàn)名豐田工業(yè)學園）。在校期間他就曾努力學習木型制作工藝，并積極參與日本國內(nèi)木型制作技能大賽，甚至出征過世界技能奧林匹克。在1977年3月1日，他從學校畢業(yè)后入職豐田汽車，可以說他的一生基本上都奉獻給了木型制作。

前面我們介紹過了，以發(fā)動機組為代表，其實造車業(yè)中用到的很多零件都是需要使用鑄造這種工藝完成。 在這里為大家簡單介紹一下什么是鑄造。將鐵或者鋁合金等金屬材料，用高溫溶解后，澆鑄到沙子制成的鑄模中冷卻成型的加工手法就叫做鑄造。而要制作鑄模的時候就需要用到木型了。

更詳細地解釋就是將一個與要制作的零件完全相同的木型埋入沙中，再將沙子壓實后取出木型，這樣就得到了一個鑄模。再將取出木型的空腔部分里澆鑄熔化后的金屬液體，待金屬冷卻成型。

最后，將沙質(zhì)鑄模破壞清理干凈，這樣就能夠得到一個與木型完全相同的金屬零件了。也就是說一個零件的形狀與精準度都取決于木型。而木型匠人就是制作這一關(guān)鍵道具的人。

劍持曾經(jīng)擔任制作過譬如在被譽為汽車比賽的最高峰F1（一級方程式）比賽中豐田全程參戰(zhàn)的豐田F1計劃（2002~2009）中，還有被譽為世界三大賽事的印第安納波利斯500，以及以勒芒24小時耐力賽為代表的世界汽車耐力錦標賽等，這些世界頂尖級賽車所搭載的發(fā)動機零件木型。

另外劍持還負責制造過測試車發(fā)動機的木型。無論是在豐田發(fā)動機史上被稱之為名作的AE86系列Corolla Levin，還是Sprinter Trueno搭載使用的“4A-G”測試車發(fā)動機木制模型，均是出自劍持之手。

“4A-G”系列搭載著劍持擔任制作木型的發(fā)動機，發(fā)售于1983年的運動型汽車“Corolla Levin”。當時“AE86”這一車型編號成為了車迷們耳熟能詳?shù)耐ǚQ。另外，它作為賽車運動的基礎(chǔ)車型一直深受人們喜愛。

現(xiàn)在的劍持為了將木型制作工藝這一鑄造技術(shù)中不可或缺的關(guān)鍵一環(huán)繼續(xù)傳承下去，開始著眼于培養(yǎng)后輩。 如果沒有木型的話就無法制作發(fā)動機。雖然量產(chǎn)發(fā)動機的時候可以使用機械作業(yè)，但其主模型的制作是一定要用到木型工藝的。

尤其發(fā)動機中每個零件的精準度會直接影響到動力及耗油量，因此精準度的要求也是1/100毫米級別的。作為主模型制作的木型更是需要非常精準。

采訪時劍持用平靜的口吻說道：“如今主流市場上使用樹脂材質(zhì)制作木型也是比較常見的，但制造木型是鑄造工藝的起點，將它繼續(xù)傳承下去是非常有必要的。”

上圖為劍持制作的豐田F1發(fā)動機汽缸蓋部分的木型?，F(xiàn)在市面上一般都是使用樹脂材料。

通過設(shè)計圖快速構(gòu)想

“木型工人首先要會‘看圖（設(shè)計圖）’。也就是說通過看2D的設(shè)計圖，腦海里能夠快速地將其轉(zhuǎn)變成3D立體的形狀。如果連這一點做不到的話，就更談不上木型制作了。我們一般稱之為‘會看圖’。我從最初開始到能看圖，大概花了10年左右的時間吧?！眲Τ终f道。

劍持能夠通過“看圖”構(gòu)想出需要制作的零件的最終立體形狀，并猜想設(shè)計圖中設(shè)計者們的一些意圖。但僅憑這樣依然沒辦法開始制作木型。設(shè)計圖有時候會有一些“沒有畫出來，被省略的空白部分”存在。

設(shè)計圖是把立體的東西抽象地表現(xiàn)在2D平面上的東西。并不是每個細節(jié)都會畫出來。設(shè)計者沒有表現(xiàn)出來的部分以及不知道要如何落實到設(shè)計圖上的東西，在看設(shè)計圖時難免會有這些不確定因素出現(xiàn)。

“每當看到那些存在沒畫出來部分的設(shè)計圖時，我就會頭大。但跳過這些部分又沒辦法制作木型。制造過程就會卡住。一般這種情況我就會去見一下圖紙的設(shè)計者，溝通一下要如何處理沒有畫出來的部分。 ‘這部分沒有畫出來，我的理解是這樣的，有沒有什么問題？’像這樣去先確認。偶爾設(shè)計者也會有‘就交給您處理就行?！@樣的回答。”劍持說道。

從這個細節(jié)便可以看出設(shè)計者們對劍持是十分的信任。

按照圖紙卻做不出圖紙上的東西

木型工人最開始的工作就是要會“看圖”。僅憑看圖紙就能在腦海里補足缺失的部分，清晰理解要做一個什么樣的木型。

其實大家聽到木型工人這個名字時，是不是首先會聯(lián)想到像木工師父那樣，在工作中主要用鑿子、刨子等工具，對木材進行造型加工的工作。

但劍持卻說木型工人的工作“80%都是在腦海中清晰構(gòu)想”，剩下的木材塑型工作僅占20%。

“這項工作最令人頭疼的地方其實是在‘開工（實際動手作業(yè)）’之前的階段。在這階段你必須要徹底搞清楚哪個部分需要做成什么形狀，必須要到能夠在腦海里‘看到’完成狀態(tài)的3D立體形狀為止。在我剛?cè)胄械臅r候老師傅對我們說過一句話‘即便是睡覺也要不停地想（木型的事情）’。一開始我也不理解，認為這怎么可能做到，但現(xiàn)在回想起來，那應該是想讓我們‘夜以繼日地去思考’‘廢寢忘食地去理解’吧”劍持笑著說道。

而且制作木型并不是只要按照圖紙的形狀做就好了那么單純的事情。像發(fā)動機的汽缸蓋等，這種擁有復雜的造型或構(gòu)造的零件，還要考慮到后期的鑄造工程。也就是說要考慮鑄模怎樣剝下來，在木型制作的時候要注意做成能夠拆分的構(gòu)造才可以。如果制作的木型是內(nèi)部有鏤空的零件，那么鏤空部分的木型也是需要單獨制作的。

另外發(fā)動機是金屬制品，往沙質(zhì)鑄模中澆鑄的時候會發(fā)生一定的收縮。而且收縮的程度根據(jù)金屬種類的不同也有所變化。那么木型制作的時候也要考慮到這些因素，必須以1/100毫米單位的精準度完成才行。

在制作的時候一般是要比圖紙上做的略大一些。但因澆注材料的不同，收縮的方向有可能是上下的，也有可能是左右的。

在制作木型的時候，這些因素都必須考慮到。所以木型工人還要精通金屬的種類及成分，并且保持與擔任鑄模制作、澆鑄以及最后完成鑄造零件的鑄造工人的溝通是非常重要的。

另外，木型的素材也會因為濕度、溫度等因素而伸縮，所以在制作的過程中還要靈活掌握微調(diào)的尺度。木型工人必須要把這些方面全都考慮周全后才能造出木型。

木型工人不但要會修理工具，有時候甚至需要自己制作工作中所需的工具或計量器。

劍持說：“我在看到設(shè)計圖的時候，首先就會問‘這是要用什么金屬材料做呢？’。在制作木型的時候會遇到很多像這樣的‘無法用數(shù)據(jù)表達的部分’存在。一味地按照設(shè)計圖紙去盲目制作是不可取的?？梢哉f木型制作是一種‘超越設(shè)計圖紙的工藝’。如果做不到這一點的話，你就沒辦法做出好零件、好制品來。不過令人欣慰的是，我作為一個木型工人接受過‘制作沒人成功過的木型’這種挑戰(zhàn)，并且取得了成功。”

手藝人的靈魂，將“無法用數(shù)據(jù)表達的技能”傳承下去

正如上文介紹，像這種“超越設(shè)計圖紙的工藝”是無法完全用數(shù)據(jù)來表達的，需要靠感覺。但正是這種“無法用數(shù)據(jù)表達的技能”才是現(xiàn)在，以及未來的“豐田制造”中不可或缺的部分，是務必要傳承下去的“傳統(tǒng)技能”。

過去的“傳統(tǒng)技能”都是老師傅通過“口述”傳授給后輩，以這種方式代代相傳。但是在日新月異的現(xiàn)在社會，制造工具及方法都有了翻天覆地的變化。因此在“木型制作”這一領(lǐng)域中，身為育人專員的劍持正致力于尋找新的傳承方式。

劍持說：“如今的零件設(shè)計已經(jīng)不再是過去2D的平面圖紙了，而是使用CAD/CAM軟件制作的3D模擬圖。因此現(xiàn)在制作木型的時候，也是會導入在CAD/CAM軟件中用控制數(shù)字（NC）的方法調(diào)整作業(yè)機械的這種手法。可由器械塑性后的木型，在最終微調(diào)的時候依然還是不能跳過人工作業(yè)這一環(huán)節(jié)。所以無論是現(xiàn)在還是未來，木型工人的‘傳統(tǒng)技能’還是需要傳承下去?！?/p>

*CAD（Computer Aided Design）是一種使用計算機制作設(shè)計圖的軟件。CAM（Computer Aided Manufacturing）是制作根據(jù)CAD制成的圖紙運行作業(yè)機械設(shè)備程序的軟件。

只要經(jīng)過劍持的雙手打磨，無論什么樣的形狀都能夠完美塑型。

接受劍持指導的新員工們，會收到一張設(shè)計圖。他們要制作一個與設(shè)計圖相同的零件，自己思考要做的是一個什么樣的木型。然后自己塑型木材制作木型。甚至還需要使用自己制作的木型制作鑄模，最后澆鑄制作一個與設(shè)計圖紙一模一樣的零件。

通過這個學習過程，新員工們可以親身體驗到豐田公司中無法數(shù)據(jù)化的“傳統(tǒng)制造技能”。

劍持自己更是身體力行，不斷地學習與適應制造工藝的進化。他還自學了CAD/CAM軟件，從一個木型工人晉升成為一名創(chuàng)意設(shè)計師，不斷前行面對挑戰(zhàn)。劍持說道：“我并不拘泥于木型制作，只要是有需要的東西，都可以通過CAD/CAM技術(shù)制作出來?！?/p>

劍持站在被他完美復刻出來的豐田式人力織布機前，感受良多地訴說著制造它的過程。

劍持接下重任，并取得了巨大成果的工作之一，就是對豐田式自動織布機的復刻。豐田汽車的創(chuàng)始人豐田喜一郎（1894~1952）其父，即提出了豐田制造哲理的豐田佐吉（1867~1930），在1890年他24歲時，研制的第一件物品就是“豐田式木質(zhì)人力織布機”。

劍持對保存下來的機器進行詳細地測量并圖紙化，使用CAD制作3D模擬模型，對可動零件進行模擬測試。

制造織布機主要零件時需要精確到0.02毫米以內(nèi)的高精度加工工藝，甚至連現(xiàn)在只有少數(shù)專業(yè)匠人才能制成的竹筬，他都從無到有獨立完美復刻了出來。

就連需要繃起經(jīng)紗的竹筬也是從無到有劍持親手制作的。要達到精確到0.02毫米的要求。

“豐田佐吉先生研制織布機的初衷，是想讓自己母親的工作輕松些，想用技術(shù)造福社會，而這也正是豐田制造哲學的初心。我在復刻的過程中，時刻都能感受到佐吉先生的努力與高超技藝，通過這個機會，我切身地體會到了佐吉先生那種心情及執(zhí)著?！眲Τ终f道。

將虛擬具象化的工作非常重要

在普遍使用CAD/CAM制作3D圖像的現(xiàn)在，制造業(yè)一線中設(shè)計圖紙的影子已經(jīng)越來越少見到了。

現(xiàn)如今就連設(shè)計圖都已經(jīng)開始虛擬化、數(shù)字化，更甚之能將這些數(shù)據(jù)輕松塑型的3D打印技術(shù)更是蔚然成風。

但是自身也會使用CAD/CAM制作3D圖像或3D打印技術(shù)的劍持卻說，如果過于依賴機器是一件有風險的事。

“現(xiàn)在很多人都誤認為使用CAD完成設(shè)計后就 ‘制造完成’了。這點讓我很擔心。用CAD設(shè)計完成其實僅僅只是一個虛擬的 ‘制造雛形’而已。最重要的其實是要考慮使用什么方式、什么設(shè)備、什么生產(chǎn)線、什么方法最終打磨完成一個現(xiàn)實中的制品，這整個的過程才能稱之為制造?！?/p>

事先預想出這一整套過程，然后努力調(diào)整，最后再著手實干。能夠理解并控制全自動化機械，明白到底發(fā)生了什么樣問題，并有著超越數(shù)據(jù)化“傳統(tǒng)技能”的，只有真實的人才能做到。

豐田制造的重擔現(xiàn)在正壓在像劍持這樣，身懷“傳統(tǒng)技能”的一線工人身上。如果沒有他們這些人的技能傳承，豐田制造便不會有未來。

（文章：涉谷康人 照片：前田晃）