25 let 3D tiskanja v BMW Group: Pionirji v aditivnih proizvodnih metodah

100.000 komponent v povprečju letno

Velik potencial za proizvodnjo prihodnjih serij in umerjenih delov vozil

Nova tehnologija CLIP že v uporabi

München. BMW Group proslavlja 25 let od uvedbe aditivne proizvodnje v podjetje. Metode aditivne proizvodnje, ki je bolj znana pod skupnim terminom »3D tiskanje,« veljajo za ene izmed ključnih postopkov prihodnosti. Dr. Udo Haenle, vodja proizvodne strategije, tehnične integracije in pilotnega obrata: »Z usmerjeno uporabo inovativnih aditivnih postopkov v zgodnji fazi smo v preteklih letih postali eden izmed pionirjev in vodilnih na področju 3D tiskanja. V tehnološkem obratu BMW Group v mestu Mountain View, Silicon Valley (ZDA) sedaj celo izvajamo prvi preizkus z novo tehnologijo 3D tiskanja CLIP (Continuous Liquid Interface Production)«. Ker se projektor uporablja za osvetlitev površin, je CLIP tehnologija bistveno hitrejša kot prejšnje metode.

3D tiskanje je danes vpeto v številna področja BMW Group. Dr. Haenle: »Komponente, izdelane z aditivno proizvodnjo, nam dajejo veliko svobode pri snovanju; njihova proizvodnja pa je obenem hitra in ustrezno visoke kakovosti. Veliko priložnost za prihodnjo usmeritev vidimo v serijski proizvodnji, kot tudi na področju novih ponudb za stranke, kot so individualizirani deli avtomobilov ali dobava rezervnih delov«. Dolgoročno bodo imele stranke torej na voljo posamezne komponente vozila, izdelane po njihovih osebnih željah.

Prva uporaba v konceptnih vozilih in prototipih

Že leta 1990 je Center hitrega razvoja tehnologij BMW Group naročil razvoj prvih obratov in leta 1991 se je začela proizvodnja prvih prototipnih delov na stereolitografskem stroju podjetja. Sprva so bili aditivno proizvedeni deli večinoma namenjeni za uporabo v konceptnih avtomobilih, sčasoma pa je nadaljnji razvoj omogočil dodatne možnosti uporabe. BMW Group se poslužuje različnih postopkov in materialov, ki so odvisni od specifikacij komponente.

Danes se metode aditivne proizvodnje predvsem uporabljajo na področjih, ki pogosto zahtevajo majhne serije umerjenih in včasih zelo kompleksnih komponent, kot so na primer področje predrazvojne dejavnosti, potrjevanje veljavnosti in testiranja, ter področje konceptnih avtomobilov. V ta sklop prav tako spadajo izdelovanje orodij ali operativni viri.

Poseben poudarek za tehnologije so povsem novi avtomobili brez predhodnikov, kot so modeli BMW i. Tu je potrebno začetne prototipe izdelati večinoma z aditivnimi metodami.

Poleg uporabe aditivne proizvodnje, za nova sodobna vozila, veljajo klasični avtomobili BMW za posebno privlačno področje navezovanja tehnologije. Še posebej ko gre za zelo stara zbirateljska vozila, je mogoče komponento tridimenzionalno skenirati in s tem pridobiti digitalni podatkovni niz. S to metodo obratnega inženiringa je mogoče ustvariti doslej nerazpoložljive komponente za proizvodnjo rezervnih delov.

Številne možnosti potencialne uporabe

S svojim vrhunskim strokovnim znanjem, lahko BMW Group uporabi 3D tiskanje na različnih področjih. Posebej zanimiv primer je proizvod, ki ga je Center hitrega razvoja tehnologij izdelal za britansko paraolimpijsko košarkarsko moštvo leta 2012: Na podlagi 3D skeniranja teles članov ekipe, je vsak igralec dobil umerjen sedež invalidskega vozička. V primerjavi s konvencionalnimi, so bili inovativni sedeži bistveno lažji in prav tako idealno prilagojeni posameznemu športniku, kar je za igralce predstavljajo veliko prednost.

V sredini leta 2014 je BMW Group v postopek montaže vozila uvedel 3D tiskano ergonomsko orodje, ki ščiti zaposlene pred prekomernim naporom palčnih sklepov pri izvajanju določenih montažnih del. Vsaka od teh prilagodljivih naprav je enodelna in umerjena obliki in velikosti dlani posameznega delavca.

Naslednji mejnik je bila uporaba metod aditivne proizvodnje za kovinske dele, ki omogočajo nove rešitve in se že uporabljajo pri proizvodnji manjših serij. BMW že leta opremlja svoje DTM dirkalnike s kolesci vodne tlačilke, ki so izdelana s tehnologijo 3D tiskanja. Aprila letos, je bilo vgrajeno 500. 3D tiskano kolesce vodne tlačilke. Natančno izdelana komponenta, ki je podvržena visokim obremenitvam, sestoji iz aluminijeve litine in je že pokazala svojo vrednost v zahtevnem okolju avtomobilističnega športa: brez izjeme, celotno gonilo tlačilke deluje brezhibno, in tako potrjuje vodilno vlogo BMW na področju metod aditivne proizvodnje. V primerjavi z metodami 3D tiskanja v potrošni industriji, zahteva aditivna proizvodnja kovinskih delov precej več strokovnega znanja v tehnološkem postopku.

Ekipa Centra hitrega razvoja tehnologij v Raziskovalnem in inovativnem centru (FIZ) BMW Group v Münchnu, na letni ravni dela skoraj na 25.000 prototipih in proizvede okoli 100.000 komponent za interne stranke. Deli obsegajo vse od majhnih plastičnih nosilcev pa do zasnovnih vzorcev in komponent šasije za funkcionalne teste. Glede na postopek in velikost komponente so deli lahko na voljo v zgolj nekaj dnevih.