引擎蓋下：寶馬談車間里的3D打印

汽車行業(yè)可以說是最早實現3D打印技術應用的行業(yè)，30年前當時的3D打印應用還被稱為“快速成型”。如今，汽車行業(yè)識別3D打印潛在的生產制造潛力的時候，汽車行業(yè)又一次積極擁抱了這項技術。

現在，全新的3D打印過程正在被開發(fā)，包括Carbon和惠普，寶馬已經迅速看到這些新系統(tǒng)的潛力，并試圖通過這些技術來保持領先優(yōu)勢，并最終生產更好的汽車。為此，寶馬引進了Carbon超快的M1 3D打印機以及惠普多射流融合MJF設備。


寶馬的3D打印歷史
寶馬使用3D打印技術的歷史其實已經超過了25年，那時候主要用來設計驗證和測試概念車。

在寶馬位于慕尼黑的研究和創(chuàng)新中心有一個快速技術中心的團隊（FIZ）。他們每年生產近25,000個原型，還生產近100,000多個零件。零件包括小型塑料載體到設計樣品和用于功能測試的底盤組件。根據不同建模和組件的大小，樣品在幾天內就可以制造完成。

金屬3D打印技術已經有超過10年的歷史，而寶馬在其誕生初期就開始使用它了。在寶馬集團內部，就有擁有十多年金屬打印經驗的專家。早期的經驗主要偏重于設計驗證、功能測試，這些早期積累的know how也為寶馬進入到系列小批量生產帶來了積淀。

2010年，寶馬通過3D打印的水輪參加德國房車大師賽（DTM），這個部件是用選擇性激光熔融（SLM）技術制造的，該技術主要通過使用激光融化金屬粉末制造3D對象。首先，一層0.05毫米厚的金屬粉末會被鋪在打印床上，然后通過激光燒結（融化）成指定的形狀。之后各層進行燒結，然后又一層0.05毫米厚的粉末被鋪在上面，如此反復，直到最終產品制造完成。這些水輪不僅滿足房車賽的要求，還滿足惡劣的工作環(huán)境下的摩托車的工作要求。

3D打印是理想的空氣動力學組件生產方法，只所以用于水輪的小批量生產是因為這些水輪的幾何槽形通過傳統(tǒng)方式來加工是很復雜的。

2012年，寶馬開始為勞斯萊斯幻影生產零部件，這比GE廣為人知的LEAP發(fā)動機引擎噴油嘴還早。這些零部件包括塑料支架的危險警告燈、中心鎖按鈕、電子停車制動器和插座。并且，從那時候起，寶馬就開始通過3D打印勞斯萊斯光纖電纜連接支架。

通過3D打印來制造這些支架是為了滿足快速的設計迭代。寶馬認為通過3D打印可以將生產時間可以大大減少，同時還滿足了必要的標準。因為這些精細的部件是非常復雜的，材料也需要完全符合規(guī)格，所以寶馬將制造技術切換到增材制造技術。

未來3D打印
正如寶馬集團迅速采用金屬3D打印技術，寶馬迅速地做出了引進Carbon和惠普的決定，寶馬認為將通過這些3D打印技術用于最終零件的生產。

Carbon的連續(xù)液體界面生產技術（CLIP）技術能夠在短短幾分鐘內完成3D打印部件。寶馬已經開始使用CLIP技術3D打印個性化的產品，包括寶馬的“DriveNow”項目中，寶馬邀請德國客戶為DriveNow艦隊的MINI投票，獲勝的名字通過CLIP的3D打印技術打印出來安裝到車輛的外部。

惠普的多射流熔融3D打印機的打印速度、打印產品的完整性、表面光潔度和經濟性，以及開放性的材料開發(fā)合作平臺，都為打印可推向市場的產品奠定了基礎。寶馬目前對惠普設備完成的測試件是針對原型應用的，但寶馬相信在積累了足夠的應用經驗后，將很快推向生產領域。

延伸閱讀：
《寶馬表示將繼續(xù)擴大在汽車設計和制造中應用3D打印技術》
《惠普3D打印機一出激起千層浪，西門子、寶馬、強生等國際巨頭紛紛合作》

來源：3D科學谷