3D打印5萬個零件/年，寶馬汽車宣布“增材制造工業(yè)化和數(shù)字化”項目成功

導(dǎo)讀：寶馬汽車公司三年前啟動了“增材制造工業(yè)化和數(shù)字化”（IDAM）項目，并與合作伙伴建立了兩條數(shù)字化的汽車零件3D打印生產(chǎn)線。一條位于材料開發(fā)商吉凱恩粉末冶金公司的基地，另一條位于德國慕尼黑。

△寶馬投資1500萬歐元（超1億元人民幣）的慕尼黑3D打印工廠，部署了EOS、SLM Solutions、HP、華曙高科、Desktop Metal等品牌的主力3D打印設(shè)備

2022年5月27日，南極熊獲悉，寶馬汽車宣布這個項目已經(jīng)取得成功，這兩條生產(chǎn)線現(xiàn)在每年能夠生產(chǎn)約50,000個零件，同時獨立運行，而且?guī)缀醪恍枰�人工介入�?br />
寶馬集團項目經(jīng)理表示：“從項目開始的第一天起，團隊之間相互學(xué)習(xí)，共同開發(fā)創(chuàng)新的解決方案，充分利用每個合作伙伴的優(yōu)勢，這些都是增材制造成功實現(xiàn)工業(yè)化和數(shù)字化的關(guān)鍵�！�

△寶馬集團的增材制造園區(qū)內(nèi)部

30年來，寶馬持續(xù)追求工業(yè)化3D打印

在全球的汽車制造商中，寶馬絕對算是對3D打印最熱衷的廠商之一，寶馬在30年前就開始使用3D打印技術(shù)，近幾年更是大幅增加投入。并在不同的車型上進行應(yīng)用，包括M850i夜空特別版的3D打印剎車卡鉗，以及寶馬最強6缸發(fā)動機S58的3D打印零件。

△寶馬開發(fā)M850i夜空特別版的3D打印剎車卡鉗

寶馬在2020年7月投資1500萬歐元建設(shè)了一個專門的3D打印工廠，配備了50臺聚合物和金屬系統(tǒng)，這里可以容納寶馬約50%的3D打印能力，成為汽車設(shè)計創(chuàng)新的中心。

△寶馬慕尼黑工廠安裝了至少8家3D打印廠商的不同技術(shù)類型的3D打印機，包括SLM,SLS,MJF,LSPc,CLIP,FDM等

此外，寶馬還通過旗下的投資部門BMW i Ventures對3D打印技術(shù)進行了一系列的投資，2021年他們?yōu)镽apid Liquid Print提供了種子資金，這家3D打印初創(chuàng)公司從麻省理工學(xué)院獨家授權(quán)了一種凝膠分配工藝，據(jù)說有可能在相同部件的大批量生產(chǎn)中取代注塑成型。

△麻省理工Rapid Liquid Print技術(shù)

人工參與減少至5%，IDAM項目取得成功

為了讓3D打印進入批量生產(chǎn)，寶馬在2019年啟動了IDAM項目。作為 "在汽車批量生產(chǎn)中整合增材制造工藝 "倡議的繼承者，在吉凱恩的波恩基地和寶馬的增材制造園區(qū)建立了生產(chǎn)線。

從一開始，寶馬和它的11個項目合作伙伴就試圖建立3D打印替代模具生產(chǎn)的方法。項目開始時，人們認(rèn)為這種修改后的工作流程可以使工藝鏈上的人工活動從35%大幅減少到5%，從而使金屬零件的成本降低50%。

△在寶馬的增材制造工廠內(nèi)的自動化設(shè)備

隨著寶馬公司宣布這個計劃的成功，IDAM的貢獻者已經(jīng)成功地將兩條激光粉末床融合（LPBF）的生產(chǎn)線與全自動的無人駕駛運輸系統(tǒng)相結(jié)合。這些系統(tǒng)在模塊之間運送3D打印機的移動構(gòu)建室，同時由一個中央控制單元進行協(xié)調(diào)。

寶馬及合作伙伴建立了一個工作流程，其中生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以被整合，保證最大的生產(chǎn)力和質(zhì)量。并通過內(nèi)置攝像頭進行實時質(zhì)量檢查，自動進行后期處理，以確保所產(chǎn)生的零件的最終使用適用性。

△寶馬增材制造園區(qū)內(nèi)的自動化后處理設(shè)備

各大汽車廠都在加速3D打印

寶馬的工業(yè)化3D打印的壯舉令人印象深刻，但這不是唯一一家大規(guī)模采用3D打印技術(shù)的汽車制造商。福特公司在創(chuàng)建模型、夾具、固定裝置甚至最終使用的部件方面也廣泛部署了3D打印。

2021年4月，奧迪也宣布，已經(jīng)開始在金屬3D打印中心使用完全3D打印的熱成型工具。通過采用EOS的技術(shù)，奧迪現(xiàn)在能夠生產(chǎn)12個不同段的四個熱成型工具，這些工具后來被用來組裝汽車模型，如奧迪A4轎車。

雷諾集團表示，打算將3D打印技術(shù)也融入即將到來的可持續(xù)汽車中。工廠將提供專門的零部件增材制造服務(wù)，主要側(cè)重于通過回收和改裝車輛來減少廢物，目的是幫助制造商在2030年之前實現(xiàn) "碳中和 "的目標(biāo)。


南極熊總結(jié)
寶馬集團2021年全球銷量為252萬輛，從5萬個/年的3D打印零件數(shù)量來看，目前這些3D打印零件仍然是用在極少部分車型上，或者主要是用于新車研發(fā)中。未來依然有較大的拓展空間。我們也期待，3D打印在汽車領(lǐng)域能夠取得更大的突破。