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魔猴君 行業(yè)(yè)資訊 1659天前
在3D打印催生輕量化汽車(chē)生產(chǎn)(chǎn)趨勢(shì)的潮流下,3D打印是一個(gè)(gè)必然的生產(chǎn)(chǎn)手段之一。寶馬要捍衛(wèi)領(lǐng)(lǐng)先的汽車(chē)品牌地位,則必須通過(guò)(guò)3D打印技術(shù)(shù)實(shí)(shí)現(xiàn)汽車(chē)體驗(yàn)的升級(jí)。近日,寶馬投資1500萬(wàn)(wàn)歐元(超1億元人民幣)的慕尼黑3D打印工廠(chǎng)正式啟動(dòng)(dòng),這奠定了寶馬集團(tuán)在汽車(chē)行業(yè)(yè)增材制造技術(shù)(shù)的領(lǐng)(lǐng)先地位。
寶馬慕尼黑增材制造工廠(chǎng)里的PBF金屬3D打印
寶馬慕尼黑增材制造工廠(chǎng)里的塑料3D打印
是工廠(chǎng)亦是3D打印加速器
寶馬慕尼黑3D打印工廠(chǎng)將原型生產(chǎn)(chǎn)和批量零件的生產(chǎn)(chǎn)整合到了一起,并且對(duì)新的3D打印技術(shù)(shù)進(jìn)(jìn)行了研究,并為寶馬全球無(wú)(wú)模具生產(chǎn)(chǎn)的推廣提供了相關(guān)(guān)培訓(xùn)。
寶馬看到增材制造已成為當(dāng)今全球生產(chǎn)(chǎn)系統(tǒng)不可或缺的重要技術(shù)(shù),寶馬已經(jīng)(jīng)確立了其數(shù)字化生產(chǎn)(chǎn)發(fā)(fā)展戰(zhàn)略,將來(lái)(lái),3D打印新技術(shù)(shù)將進(jìn)(jìn)一步縮短生產(chǎn)(chǎn)時(shí)(shí)間,并使汽車(chē)生產(chǎn)(chǎn)商從無(wú)(wú)模具制造的潛力中更加充分地受益。寶馬慕尼黑3D打印工廠(chǎng)的目標(biāo)是將越來(lái)(lái)越多的3D打印技術(shù)(shù)用于汽車(chē)生產(chǎn)(chǎn),并在流程鏈中實(shí)(shí)施新的自動(dòng)(dòng)化概念。這將使寶馬能夠簡(jiǎn)(jiǎn)化用于批量生產(chǎn)(chǎn)的組件制造并加快迭代速度。同時(shí)(shí),寶馬正在與車(chē)輛開(kāi)發(fā)(fā)、零部件生產(chǎn)(chǎn)、采購(gòu)和供應(yīng)商網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò)以及寶馬的其他各個(gè)(gè)領(lǐng)(lǐng)域進(jìn)(jìn)行合作,以系統(tǒng)地集成3D打印技術(shù)(shù)并有效地利用。
2019年,寶馬集團(tuán)通過(guò)(guò)增材制造生產(chǎn)(chǎn)了約30萬(wàn)(wàn)個(gè)(gè)零件,慕尼黑增材制造工廠(chǎng)目前雇用多達(dá)80名員工,并運(yùn)營(yíng)(yíng)著(zhù)約50臺(tái)金屬、塑料等3D打印設(shè)備。寶馬慕尼黑工廠(chǎng)還積聚了寶馬風(fēng)(fēng)險(xiǎn)投資公司(BMW i Ventures)所投資的設(shè)備與技術(shù)(shù),包括其投資的位于硅谷的Carbon公司,根據(jù)3D科學(xué)(xué)谷的了解,寶馬在正式上線(xiàn)MINI 3D打印服務(wù)(wù)之前,曾使用CLIP 3D打印設(shè)備,在小范圍內(nèi)為MINI 部分客戶(hù)定制化制造3D打印零件。
寶馬還投資了Desktop Metal,通過(guò)(guò)Desktop Metal生產(chǎn)(chǎn)系統(tǒng)采用專(zhuān)有的單通道噴射(SPJ)技術(shù)(shù),可將金屬零件加工速度提高到現(xiàn)有激光金屬3D打印系統(tǒng)的100倍。DM生產(chǎn)(chǎn)系統(tǒng)將使制造商能夠顯著(zhù)降低其成本,從而使該技術(shù)(shù)成為鑄造的替代技術(shù)(shù),寶馬與Desktop Metal的緊密合作仍在繼續(xù)。
聚焦于效率與經(jīng)(jīng)濟(jì)性,除了3D打印設(shè)備,BMW i Ventures還投資了美國(guó)初創(chuàng )(chuàng)公司Xometry,與許多其他3D打印服務(wù)(wù)平臺(tái)不同,Xometry本身不提供任何3D打印服務(wù)(wù),而是僅自動(dòng)(dòng)匹配交易,并從離線(xiàn)服務(wù)(wù)制造商處獲得一定比例的訂單傭金。他們與制造工廠(chǎng)合作形成按需制造的線(xiàn)上線(xiàn)下網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò),使他們能夠始終如一地保持快速交貨時(shí)(shí)間,同時(shí)(shí)提供廣泛的能力,包括CNC加工、3D打印、鈑金加工、注塑和聚氨酯鑄造。
寶馬最新的投資是德國(guó)初創(chuàng )(chuàng)公司ELISE,ELISE開(kāi)發(fā)(fā)的創(chuàng )(chuàng)成式設(shè)計(jì)(Generative Design),是通過(guò)(guò)編寫(xiě)算法和程序來(lái)(lái)設(shè)計(jì)的過(guò)(guò)程,是一個(gè)(gè)人機(jī)交互、自我創(chuàng )(chuàng)新的過(guò)(guò)程,具體來(lái)(lái)說(shuō)(shuō)由設(shè)計(jì)師選擇生成模型的策略、編寫(xiě)算法,根據(jù)客觀(guān)的設(shè)計(jì)目標(biāo),結(jié)合仿真、優(yōu)(yōu)化方法,直到獲得最優(yōu)(yōu)化的設(shè)計(jì)。
通過(guò)(guò)與創(chuàng )(chuàng)新合作伙伴和大學(xué)(xué)的合作,寶馬集團(tuán)增材制造工廠(chǎng)的預(yù)開(kāi)發(fā)(fā)部門(mén)優(yōu)(yōu)化了新技術(shù)(shù)和材料,可在公司范圍內(nèi)全面使用。主要重點(diǎn)(diǎn)是使以前需要大量人工工作的流程鏈自動(dòng)(dòng)化,從而使3D打印更經(jīng)(jīng)濟(jì)、更可行,可長(cháng)(zhǎng)期用于工業(yè)(yè)規(guī)模的制造。
在德國(guó)里程碑式的IDAM計(jì)劃支持下,寶馬慕尼黑的3D打印工廠(chǎng)還建設(shè)了模塊化和幾乎完全自動(dòng)(dòng)化的3D打印-增材制造生產(chǎn)(chǎn)線(xiàn)。增材制造生產(chǎn)(chǎn)線(xiàn)涵蓋了從數(shù)字化設(shè)計(jì)到零件3D打印制造一直到后處理的整個(gè)(gè)過(guò)(guò)程。由于生產(chǎn)(chǎn)線(xiàn)的模塊化結(jié)構(gòu),必要時(shí)(shí)可以升級(jí)換代,各個(gè)(gè)模塊可以適應(yīng)不同的生產(chǎn)(chǎn)要求,此外,可以靈活地控制工藝步驟。通過(guò)(guò)綜合考慮融入汽車(chē)生產(chǎn)(chǎn)線(xiàn)的要求,項(xiàng)目合作伙伴計(jì)劃將流程鏈中的手工部分從目前的約35%減少到不到5%。與此同時(shí)(shí),3D打印金屬零部件的單位成本應(yīng)該減半。
IDAM計(jì)劃每年通過(guò)(guò)3D打印制造的零件的總產(chǎn)(chǎn)量至少為50,000個(gè)(gè)系列零件,從而使寶馬集團(tuán)能夠幫助加強(qiáng)德國(guó)作為3D打印先驅(qū)者的角色。IDAM計(jì)劃的合作伙伴包括Fraunhofer和亞琛工業(yè)(yè)大學(xué)(xué)(ACAM研發(fā)(fā)團(tuán)隊(duì)成員),其他合作伙伴包括Aconity德國(guó),GKN粉末冶金等。
寶馬增材制造園區(qū)也為塑料零件的批量生產(chǎn)(chǎn)做出了重要貢獻(xiàn)。在POLYLINE項(xiàng)目中,重點(diǎn)(diǎn)是開(kāi)發(fā)(fā)諸如數(shù)字鏈制造流程以及為整個(gè)(gè)流程鏈開(kāi)發(fā)(fā)質(zhì)(zhì)量一致的保證方法。在這里,寶馬增材制造工廠(chǎng)將為該項(xiàng)目的15個(gè)(gè)合作伙伴組成的聯(lián)(lián)盟提供研發(fā)(fā)環(huán)(huán)境,以開(kāi)發(fā)(fā)和測(cè)試面向未來(lái)(lái)的、無(wú)(wú)縫銜接的塑料組件自動(dòng)(dòng)化生產(chǎn)(chǎn)線(xiàn)。POLYLINE項(xiàng)目有望降低多達(dá)50%的制造成本,為批量生產(chǎn)(chǎn)做出重要貢獻(xiàn)。此外,集成的質(zhì)(zhì)量保證方法將提高技術(shù)(shù)的穩(wěn)定性,并使3D打印用于汽車(chē)制造更具可持續(xù)性。
除了直接3D打印,寶馬還將3D打印砂型與鑄造工藝相結(jié)合。其中,基于3D打印帶來(lái)(lái)的自由度,寶馬S58發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)的渦輪壓氣機(jī)和冷卻管路都經(jīng)(jīng)過(guò)(guò)重新設(shè)計(jì),升級(jí)的壓縮機(jī)和由低溫回路提供的間接中冷器,進(jìn)(jìn)一步增強(qiáng)了S58發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)的功率輸出。流量?jī)?yōu)化的進(jìn)(jìn)氣系統(tǒng)可減少壓力損失,而電子控制的泄壓閥(可快速關(guān)(guān)閉)可提高響應(yīng)性,開(kāi)度更大的泄壓閥也提高了催化轉(zhuǎn)化器的效率。該發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)還集成了三個(gè)(gè)散熱器,以及獨(dú)立的發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)機(jī)油冷卻器、獨(dú)立的變速器油冷卻器。在這方面,德國(guó)voxeljet-維捷通過(guò)(guò)其自動(dòng)(dòng)化生產(chǎn)(chǎn)線(xiàn)-VJET X 3D打印復(fù)雜的砂模和砂芯,通過(guò)(guò)3D打印的砂芯來(lái)(lái)鑄造關(guān)(guān)鍵發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)部件。
加速3D打印產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)化進(jìn)(jìn)程,寶馬增材制造工廠(chǎng)不僅僅是工廠(chǎng),更是3D打印發(fā)(fā)展的加速器。