– Procesy takie jak wytwarzanie addytywne pomagają nam przyspieszyć cykle rozwoju, a tym samym szybciej wprowadzać nasze pojazdy do produkcji seryjnej. Druk 3D skraca też czasy produkcji komponentów przy jednoczesnym spełnieniu wysokich wymogów jakościowych – komentuje Daniel Schäfer, dyrektor ds. integracji produkcji i zakładu pilotażowego w BMW Group.
Komponenty w druku 3D do małych serii
Od połowy bieżącego roku BMW Group produkuje w technologii addytywnej komponenty samochodowe z metalu i tworzyw sztucznych dla Rolls-Royce Motor Cars. Są one wytwarzane w łańcuchu technologicznym w różnych miejscach światowej sieci produkcyjnej. Elementy znajdują się w karoserii oraz w kabinie i charakteryzują się wysoką funkcjonalnością i sztywnością. W Additive Manufacturing Campus, wewnętrznym centrum kompetencyjnym BMW Group, procesy produkcji komponentów zostały przygotowane do wykorzystania w masowej produkcji samochodów. Ponadto wytwarzane są tam komponenty z tworzyw sztucznych w procesie Multi Jet Fusion i za pomocą selektywnego spiekania laserowego.
W zakładach BMW Group w Landshut komponenty metalowe są obecnie produkowane w procesie selektywnego topienia wiązką laserową. Elementy metalowe w druku 3D są instalowane w procesie produkcyjnym w karoserii niemal w pełni automatycznie. Części z tworzyw sztucznych wyprodukowane w Additive Manufacturing Campus również są montowane w pojazdach w zautomatyzowanych procesach.
Opracowanie komponentów za pomocą projektowania generatywnego
Już we wczesnej fazie rozwoju pojazdów inżynierowie, eksperci ds. produkcji i materiałów przeanalizowali setki komponentów i zbadali, w jakim stopniu produkcja może być realizowana z wykorzystaniem obróbki addytywnej. Szczególną istotne są przy tym zalety pod względem masy i geometrii w porównaniu z tradycyjnymi metodami, a także korzyści ekonomiczne. Wybierając odpowiednie komponenty do seryjnej produkcji addytywnej, eksperci określili kryteria i wymagania dotyczące komponentów druku 3D i przełożyli je na „język maszynowy”. Był to początek nowego systemu sztucznej inteligencji, który pozwala BMW Group szybciej i na wczesnym etapie identyfikować potencjalne komponenty do druku 3D w przyszłych projektach.
Zastosowanie projektowania generatywnego, czyli projektowania komponentów za pomocą algorytmów komputerowych, umożliwia tworzenie w krótkim czasie kształtów, które dotychczas były trudne do wdrożenia dla inżynierów i projektantów. Eksperci i komputery tworzą razem komponenty przy tym tak, aby mogły być produkowane z optymalnym wykorzystaniem materiału. Liczne potencjalne zastosowania mogą zostać zrealizowane tylko poprzez projektowanie generatywne. Technologie druku 3D są szczególnie pomocne w przypadku skomplikowanych kształtów i struktur, które wcześniej nie były możliwe do wyprodukowania przy użyciu konwencjonalnych narzędzi.
Dla BMW Group stworzono komponenty zoptymalizowane topologicznie, to znaczy części, które dzięki takiemu projektowaniu znacznie poprawiły swój kształtu i funkcjonalność. Takie elementy ważą średnio prawie o 50 procent mniej niż porównywalne części produkowane w tradycyjny sposób. Ponadto, umożliwia to optymalne wykorzystanie przestrzeni w samochodzie. Przykładem może być tu uchwyt sprężyny gazowej klapy tylnej.
Additive Manufacturing Campus
W czerwcu BMW Group zgromadziła całą swoją wiedzę techniczną i pracowników na całym świecie w Additive Manufacturing Campus koło Monachium, w którym produkowane są wszystkie prototypowe komponenty. Obecnie w centrum kompetencyjnym pracuje do 80 osób i działa już około 50 przemysłowych linii metalurgicznych i tworzyw sztucznych. W innych zakładach produkcyjnych na całym świecie pracuje już ponad 50 linii związanych z obróbką addytywną.
