25 de ani de imprimare 3D la BMW Group: pionieri în metodele de producţie aditivă

• Anual, în medie sunt fabricate 100.000 de componente
• Potenţial major în producţia de serie viitoare şi a componentelor personalizate pentru automobile
• Noua tehnologie CLIP este deja utilizată

În aceste zile, BMW Group sărbătoreşte 25 de ani de la introducerea producţiei aditive în companie. Metodele de producţie aditivă, care au devenit mult mai cunoscute sub termenul comun "imprimare 3D", sunt printre principalele metode de producţie ale viitorului. Dr. Udo Haenle, director de strategie a producţiei, integrare tehnologică şi uzine-pilot: "De-a lungul anilor, utilizarea specifică a procedurilor aditive inovatoare în faza incipientă ne-a făcut să fim unii din pionierii şi liderii în imprimare 3D. La BMW Group Technology Office din Mountain View (Silicon Valley, SUA), realizăm acum chiar şi primele teste cu noua tehnologie CLIP (Continuous Liquid Interface Production)". Tehnologia CLIP este deosebit de atractivă şi considerabil mai rapidă decât metodele anterioare.  

În prezent, imprimarea 3D este aplicată în numeroase domenii în cadrul BMW Group. Dr. Haenle: "Componentele realizate prin producţia aditivă ne oferă mai multă libertate în procesul de formare; acestea pot fi produse şi repede, şi la o calitate înaltă. Vedem un potenţial major pentru utilizarea viitoare în producţia de serie, precum şi pentru lucruri noi pe care să le oferim clienţilor, precum componente personalizate pentru automobile sau furnizare de piese de schimb". Pe termen lung, clienţii vor beneficia de opţiunea de a avea componente personalizate pentru automobile, realizate în funcţie de preferinţele personale.

Prima aplicare la conceptele auto şi la prototipuri
Încă din 1990, Centrul de Tehnologii Rapide al BMW Group a comandat dezvoltarea primelor facilităţi şi, cu începere din 1991, primele componente-prototip au fost produse intern pe propria maşină de stereolitografie a companiei. La început, componentele produse aditiv erau utilizate mai ales pentru prototipuri de automobile, dar de-a lungul anilor au fost dezvoltate suplimentar pentru scopuri suplimentare. În funcţie de specificaţia componentelor, BMW Group aplică proceduri şi materiale diferite.

În prezent, metodele de producţie aditivă sunt utilizate cel mai des în domenii care deseori necesită loturi mici de componente personalizate şi, uneori, foarte complexe, precum producţia de unelte, de piese de schimb, resurse de exploatare, predezvoltarea, validarea şi testarea automobilelor ori prototipuri şi show cars.

O punct de atracţie special pentru tehnologii îl reprezintă automobilele complet noi, precum modelele BMW i, care nu au predecesori în gama de modele. Astfel, prototipurile iniţiale trebuie produse complet cu metode aditive pentru a putea produce rapid modele la scara.

Pe lângă folosirea producţiei aditive pentru lansarea unor automobile noi, un domeniu deosebit de interesant pentru această tehnologie îl reprezintă automobilele BMW de epocă. Mai ales atunci când este vorba de automobile foarte vechi, o componentă poate fi scanată, iar datele digitale generate pot fi transferate într-un set de date CAD. Datorită acestei metode de inginerie inversă, este posibilă generarea unor componente care anterior nu erau disponibile pentru producţia de piese de schimb.

Gamă largă de posibile aplicaţii
Datorită experienţei vaste a companiei, BMW Group poate utiliza imprimarea 3D într-o mare varietate de domenii. Un exemplu foarte interesant este ceea ce a produs Centrul de Tehnologii Rapide pentru echipa paralimpică de baschet a Marii Britanii în 2012: pe baza scanării 3D a corpului membrilor echipei au fost realizate scaune personalizate pentru cărucioarele cu rotile pentru fiecare jucător. Comparativ cu scaunele realizate prin metode convenţionale, aceste scaune inovatoare au fost considerabil mai uşoare şi s-au potrivit ideal sportivilor, ceea ce a fost un avantaj major pentru jucători.  

La jumătatea lui 2014, BMW Group a introdus o unealtă ergonomică imprimată 3D pentru asamblarea automobilelor, care protejează angajaţii împotriva solicitărilor excesive asupra articulaţiei degetului mare în timp ce efectuează anumite activităţi de asamblare. Fiecare dintre aceste dispozitive flexibile de asamblare este dintr-o singură bucată, personalizată pentru a se potrivi cu forma şi mărimea mâinii unui anumit lucrător.

Un alt punct de reper a fost aplicarea metodelor de producţie aditivă pentru componente din metal, care permit noi soluţii şi sunt deja folosite în producţia de serie mică. De mai mulţi ani, BMW şi-a echipat maşinile de curse din DTM cu roţi ale pompei de apă ce au fost realizate prin imprimare 3D. A 500-a roată pentru pompa de apă, imprimată 3D, a fost montată în luna aprilie a acestui an. Piesa de mare precizie şi care poate face faţă unor solicitări ridicate este realizată dintr-un aliaj de aluminiu şi şi-a dovedit anterior calităţile în mediul dificil al motorsportului: fără excepţie, toate angrenajele pompei funcţionează perfect, confirmând rolul de lider al BMW în ceea ce priveşte metodele de producţie aditivă. În comparaţie cu metodele de imprimare 3D din industriile de consum, care utilizează filamente de plastic, producţia aditivă a componentelor din metal necesită o experienţă considerabil mai mare în ingineria proceselor.

Echipa Centrului de Tehnologii Rapide - din cadrul Centrului de Cercetări şi Inovaţii al BMW Group (FIZ), aflat în München - răspunde anual la aproximativ 25.000 de solicitări, astfel că în fiecare an sunt produse circa 100.000 de componente pentru clienţii interni. Piesele variază de la suporţi mici de plastic, până la probe de design şi componente de şasiu pentru teste funcţionale. În funcţie de procedură şi de dimensiunea componentei, piesele de probă pot fi disponibile în doar câteva zile.