在3D打印催生輕量化汽車(chē)生產(chǎn)趨勢的潮流下，3D打印是一個(gè)必然的生產(chǎn)手段之一。寶馬要捍衛(wèi)領(lǐng)先的汽車(chē)品牌地位，則必須通過(guò)3D打印技術(shù)實(shí)現汽車(chē)體驗的升級。近日，寶馬投資1500萬(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)，這奠定了寶馬集團在汽車(chē)行業(yè)(yè)增材制造技術(shù)的領(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)和批量零件的生產(chǎn)整合到了一起，并且對新的3D打印技術(shù)進(jìn)行了研究，并為寶馬全球無(wú)模具生產(chǎn)的推廣提供了相關(guān)培訓。

寶馬看到增材制造已成為當今全球生產(chǎn)系統不可或缺的重要技術(shù)，寶馬已經(jīng)確立了其數字化生產(chǎn)發(fā)(fā)展戰(zhàn)略，將來(lái)，3D打印新技術(shù)將進(jìn)一步縮短生產(chǎn)時(shí)間，并使汽車(chē)生產(chǎn)商從無(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)的目標是將越來(lái)越多的3D打印技術(shù)用于汽車(chē)生產(chǎn)，并在流程鏈中實(shí)施新的自動(dòng)化概念。這將使寶馬能夠簡(jiǎn)化用于批量生產(chǎn)的組件制造并加快迭代速度。同時(shí)，寶馬正在與車(chē)輛開(kāi)發(fā)(fā)、零部件生產(chǎn)、采購和供應商網(wǎng)絡(luò )以及寶馬的其他各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行合作，以系統地集成3D打印技術(shù)并有效地利用。

2019年，寶馬集團通過(guò)增材制造生產(chǎn)了約30萬(wàn)個(gè)零件，慕尼黑增材制造工廠(chǎng)目前雇用多達80名員工，并運營(yíng)著(zhù)約50臺金屬、塑料等3D打印設備。寶馬慕尼黑工廠(chǎng)還積聚了寶馬風(fēng)險投資公司（BMW i Ventures）所投資的設備與技術(shù)，包括其投資的位于硅谷的Carbon公司，根據3D科學(xué)谷的了解，寶馬在正式上線(xiàn)MINI 3D打印服務(wù)之前，曾使用CLIP 3D打印設備，在小范圍內為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)Desktop Metal生產(chǎn)系統采用專(zhuān)有的單通道噴射（SPJ）技術(shù)，可將金屬零件加工速度提高到現有激光金屬3D打印系統的100倍。DM生產(chǎn)系統將使制造商能夠顯著(zhù)降低其成本，從而使該技術(shù)成為鑄造的替代技術(shù)，寶馬與Desktop Metal的緊密合作仍在繼續(xù)。

聚焦于效率與經(jīng)濟性，除了3D打印設備，BMW i Ventures還投資了美國初創(chuàng )(chuàng)公司Xometry，與許多其他3D打印服務(wù)平臺不同，Xometry本身不提供任何3D打印服務(wù)，而是僅自動(dòng)匹配交易，并從離線(xiàn)服務(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)絡(luò )，使他們能夠始終如一地保持快速交貨時(shí)間，同時(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初創(chuàng )(chuàng)公司ELISE，ELISE開(kāi)發(fā)(fā)的創(chuàng )(chuàng)成式設計（Generative Design），是通過(guò)編寫(xiě)算法和程序來(lái)設計的過(guò)程，是一個(gè)人機交互、自我創(chuàng )(chuàng)新的過(guò)程，具體來(lái)說(shuō)由設計師選擇生成模型的策略、編寫(xiě)算法，根據客觀(guān)的設計目標，結合仿真、優(yōu)(yōu)化方法，直到獲得最優(yōu)(yōu)化的設計。

通過(guò)與創(chuàng )(chuàng)新合作伙伴和大學(xué)的合作，寶馬集團增材制造工廠(chǎng)的預開(kāi)發(fā)(fā)部門(mén)優(yōu)(yōu)化了新技術(shù)和材料，可在公司范圍內全面使用。主要重點(diǎn)是使以前需要大量人工工作的流程鏈自動(dòng)化，從而使3D打印更經(jīng)濟、更可行，可長(cháng)期用于工業(yè)(yè)規(guī)模的制造。

在德國里程碑式的IDAM計劃支持下，寶馬慕尼黑的3D打印工廠(chǎng)還建設了模塊化和幾乎完全自動(dòng)化的3D打印-增材制造生產(chǎn)線(xiàn)。增材制造生產(chǎn)線(xiàn)涵蓋了從數字化設計到零件3D打印制造一直到后處理的整個(gè)過(guò)程。由于生產(chǎn)線(xiàn)的模塊化結構，必要時(shí)可以升級換代，各個(gè)模塊可以適應不同的生產(chǎn)要求，此外，可以靈活地控制工藝步驟。通過(guò)綜合考慮融入汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)的要求，項目合作伙伴計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)，3D打印金屬零部件的單位成本應該減半。

IDAM計劃每年通過(guò)3D打印制造的零件的總產(chǎn)量至少為50,000個(gè)系列零件，從而使寶馬集團能夠幫助加強德國作為3D打印先驅者的角色。IDAM計劃的合作伙伴包括Fraunhofer和亞琛工業(yè)(yè)大學(xué)（ACAM研發(fā)(fā)團隊成員），其他合作伙伴包括Aconity德國，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)做出了重要貢獻。在POLYLINE項目中，重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)(fā)諸如數字鏈制造流程以及為整個(gè)流程鏈開(kāi)發(fā)(fā)質(zhì)量一致的保證方法。在這里，寶馬增材制造工廠(chǎng)將為該項目的15個(gè)合作伙伴組成的聯(lián)盟提供研發(fā)(fā)環(huán)(huán)境，以開(kāi)發(fā)(fā)和測試面向未來(lái)的、無(wú)縫銜接的塑料組件自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。POLYLINE項目有望降低多達50％的制造成本，為批量生產(chǎn)做出重要貢獻。此外，集成的質(zhì)量保證方法將提高技術(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合。其中，基于3D打印帶來(lái)的自由度，寶馬S58發(fā)(fā)動(dòng)機的渦輪壓氣機和冷卻管路都經(jīng)過(guò)重新設計，升級的壓縮機和由低溫回路提供的間接中冷器，進(jìn)一步增強了S58發(fā)(fā)動(dòng)機的功率輸出。流量?jì)?yōu)(yōu)化的進(jìn)氣系統可減少壓力損失，而電子控制的泄壓閥（可快速關(guān)閉）可提高響應性，開(kāi)度更大的泄壓閥也提高了催化轉化器的效率。該發(fā)(fā)動(dòng)機還集成了三個(gè)散熱器，以及獨立的發(fā)(fā)動(dòng)機機油冷卻器、獨立的變速器油冷卻器。在這方面，德國voxeljet-維捷通過(guò)其自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)-VJET X 3D打印復雜的砂模和砂芯，通過(guò)3D打印的砂芯來(lái)鑄造關(guān)鍵發(fā)(fā)動(dòng)機部件。

加速3D打印產(chǎn)業(yè)(yè)化進(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。

來(lái)源：3D科學(xué)谷