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• 發佈時間：2024-05-24 14:16
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慕尼克。憑藉 30 多年的經驗， 寶馬集團是增材製造領域的先行者，更好 稱為3D列印。早在1991年，3D印表機就開始使用了 生產單個車輛零部件，最初用於 概念車、原型車和賽車，然後用於生產 模型。寶馬集團現在還生產許多工作輔助工具和工具 用於各種3D列印工藝中自己的生產系統。從 為員工量身定製的矯形器，以及教學和生產輔助工具， 到大型、重量優化的機器人抓手，用於以下用途 CFRP屋頂和整個地板元件。在「增材製造」上 位於Oberschleißheim的Campus“，寶馬集團的中心樞紐 3D列印生產、科研、培訓30多萬 零件於 2023 年「印刷」。此外，超過 100,000 個列印部件 每年在形成全球的所有工廠中生產 生產網路，從斯帕坦堡和德國工廠到亞洲工廠。

 

“寶馬集團越來越多地使用增材製造 生產系統有很多好處。例如，我們能夠 快速、經濟、靈活地生產我們自己的生產輔助工具 和搬運機器人，我們可以單獨適應特定的 隨時滿足要求，並能夠優化其 重量。重量更輕，生產線上的速度更快， 更短的週期時間，降低成本。此外，較小的機器人可以 用於中期，還可以減少 CO2  排放和 成本，「寶馬增材製造負責人Jens Ertel說」。

 

“除了直接增材製造程式外，寶馬 集團還一直在使用基於沙子的3D列印來製造模具 在蘭茨胡特（Landshut）的工廠工作多年。通常使用此技術 製造原型鑄件，以及大型 生產高性能電機零部件。另一個非常 現在有吸引力的應用領域是大型生產輔助工具。 Light 產品和工藝規劃主管 Klaus Sammer 說 金屬鑄造。

 

用於生產鋁製氣缸蓋的印刷模具 在大規模生產中

 

增材製造工藝已在日常工作中用於 在寶馬集團蘭茨胡特工廠工作了很長時間。多年來，這些已經 包括用於製造鋁製氣缸蓋的模具， 使用砂型鑄造工藝進行三維列印。 在這裡，沙子被反覆塗成薄層並粘在一起 使用活頁夾。這使得創建模具成為可能 製造非常複雜的結構，然後填充 液化鋁。

 

使用3D列印製造用於CFRP屋頂的大型機器人夾持器

 

多年來，寶馬集團的輕量化結構和 蘭茨胡特的技術中心一直在使用一個特別大的 夾持器元件，使用3D列印工藝製成。 機器人的抓手重約 120 公斤，可以是 在短短 22 小時內製造出來，然後用於壓力機上 為BMW M GmbH車型生產所有CFRP車頂。印刷機是第一位的 裝載CFRP原料。夾持器只需旋轉 180 度 度以拆除完成的屋頂。與傳統相比 夾持器，使用3D列印製造的版本大約是20個 重量減輕百分比，從而延長機器人的使用壽命 還減少了系統的磨損和切割 維護間隔。兩個步驟的組合使用也減少了 循環時間。機器人夾持器的一個獨特功能是理想的 兩種不同3D列印工藝的組合。雖然真空 夾持器和用於針夾持器的夾具，用於提升 CFRP 原始 材料採用選擇性激光燒結（SLS）製成，大 屋面殼體和承重結構採用大規模製造 列印 （LSP）。LSP可用於生產大型元件 經濟和可持續。該工藝使用注塑成型 顆粒和再生塑膠，而CFRP殘留物也可以 被使用和回收。與使用初級原材料相比， 製造夾持器時的二氧化碳排放量約為 60 百分比降低。

 

新一代仿生夾具進一步減輕重量

 

2023 年夏天，新一代、更輕的抓手問世 介紹。為了實現這一點，分析了以前的夾持器概念 並優化了拓撲 - 仿生機器人抓手的誕生。 這將 LSP 印表機的屋頂外殼與 SLS 真空吸塵器和 仿生優化的軸承結構。為此，一個模具 印刷型芯用於砂型鑄造。然後鑄造這個模具 採用複雜的鋁製結構。新的夾具是進一步的 比其前身輕 25%，這意味著整個過程 製造 BMW M3 的 CFRP 車頂只需一個即可完成 機器人，而不是像以前那樣有三個。如今，雙倍 寶馬集團內部單獨製造的夾具，由 3D列印，用於寶馬集團蘭茨胡特工廠的所有CFRP屋頂。

 

新的3D列印夾持器也用於運行中的底盤結構

 

寶馬集團還採用了使用3D列印生產的夾具 底盤結構工藝 – 例如，夾具印有 用於處理寶馬集團雷根斯堡工廠門的LSP流程。 通過使用 3D 列印生產的優化軸承結構，我們 在搬運門時能夠增加夾持器的剛性 雷根斯堡工廠的元素，同時減少 重量。在隨後的專案中，可以使用機器人 承載能力低，有助於降低成本，「弗洛裡安說」。 Riebel，雷根斯堡的門和翻蓋生產主管。

 

然而，該公司現在在寶馬集團更進一步 工廠慕尼克。截至最近，仿生機器人的第一個例子 在母廠使用了夾持器。該夾持器可以保持和 移動 BMW i4 的整個地板元件。用於地板元件 夾持器，3D列印用於創建砂型鑄造模具，這是 填充液態鋁。承載在以下方面進行了優化 重量和最大負載能力，並稱重所有附加 附加元件僅重 110 公斤。這使得它大約為30% 比以前的傳統型號更輕。製造使用 砂型鑄造和鋁使代表複雜的成為可能 荷載優化結構。這樣可以最大程度地減輕重量 因此，從中期來看，可以使用更小的和 更輕的重型起重機器人，需要更少的能量，因此 減少二氧化碳排放。Markus Lehmann，工廠負責人 寶馬集團慕尼黑工廠的工程和機器人：「在慕尼克 工廠，我們正在不斷擴大生產輔助工具的使用 通過增材製造製造。說到這個領域 夾持器和處理系統，我們使用 3D 列印來裝備我們的 已建立的夾具，帶有單獨的印刷附件，並且是 已經用高度集成和 重量優化的軸承結構。處理完整的 BMW i4 時 地板組裝，這使我們能夠減輕整個地板的重量 抓手減少 30% – 50 kg – 從而延長 我們的設施。

 

在增材製造中使用創新軟體解決方案

 

複雜的仿生結構是使用 特殊的通用軟體工具，如Synera。BMW iVentures 擁有 戰略性地投資了這個軟體，以前稱為Elise。 Synera 允許快速有效地優化，現在用於許多 寶馬集團內的開發領域。特別值得一用 3D列印軟體，拓撲優化，仿生 結構幾乎可以一對一地列印，這要歸功於 3D列印工藝的靈活性。這使得它 可以充分挖掘輕質結構的潛力。 寶馬集團的增材製造園區擁有一支 設計和施工專家，他們比較了各種各樣的 軟體解決方案，並使用它們來設計元件。知識是 然後通過增材製造在整個公司傳遞 校園。在夾具設計方面，特殊的工作流程是 開發和實施，允許計算和 軸承結構的構造將在很大程度上實現自動化，以及 因此快速高效。