从宝马技术日看逐渐融入汽车生产中的3D打印技术

在上周于法国研发中心举行的宝马技术日中,宝马摩托S1000RR 成为了亮点。复杂的线条贯穿S1000RR的车身,其中多处篓空的车架、摇臂像极了动物的骨骸,制造这些独特结构的技术是选区激光熔融3D打印技术。

虽然,S1000RR 摩托所展示的3D打印技术并没有被用于这款摩托的批量生产,但是宝马通过它展示了3D打印技术的优势,即:制造复杂结构以及在无模具的情况下实现零件的直接制造。而宝马正在利用这些优势,逐渐开启3D打印技术在生产中的应用。

S1000RR

block 融入生产的3D打印技术

根据3D科学谷的市场观察,宝马将3D打印的应用分为四个层次 :新产品研发,小批量生产,个性化定制服务,以及备品备件制造。

通过3D打印技术制造新产品原型件,宝马的工程师能够快速测试组件。在研发中,工程师通过3D打印设备做出一系列符合要求但各不相同的部件,并对它们进行动态的测试,最终选定最好的设计,并通过传统大规模制造生产线进行量产。

在小批量生产方面,宝马将通过粉末床金属3D打印技术制造的轻量化支架,这款支架将被安装在宝马 i8 Roadster 电动车中。2018北美车展上宝马 i8 Roadster First Edition正式亮相,新车是全球首款插电式油电混合动力的双座敞篷车,纯电续航里程为53km,该车型将限量200台。根据3D科学谷的市场研究,宝马在粉末床金属3D打印技术诞生的初期就开始使用了,在宝马集团内部,就有拥有十多年金属打印经验的专家。早期的经验主要偏重于设计验证、功能测试,这些早期积累的know how也为宝马进入到系列小批量生产带来了积淀。

宝马还是汽车个性化零部件3D打印定制服务的先行者。从2018年开始,MINI汽车通过3D打印技术,提供汽车零部件个性化定制服务, 新购买和已经购买MINI 的车主可以通过专用的在线配置程序来设计自己的内外饰配件,包括:3D打印的仪表盘、侧面指示灯、个人化的闽钣和LED水坑灯。设计要求提交之后,车主定制的零部件将在四周内完成交付,所有定制零件将由宝马在慕尼黑完成,然后发送到MINI。每个部件都将经过宝马集团的碰撞和持久性测试。

在宝马3D打印技术组合中,既包括粉末床金属3D打印技术,还包括Carbon, HP等公司的快速塑料3D打印技术。宝马对于这些技术的应用,已经超越原型制造,逐渐融入最终零部件的生产中。

2018年年初,宝马还公布了打造3D打印新工厂的计划,3D打印工厂致力于进一步推动该技术在宝马汽车制造过程中的应用,新厂预计于2019年正式开放使用。宝马的3D打印工厂将成为宝马集团增材制造的一个重要里程碑。在这里,宝马将评估塑料和金属3D打印的新技术和现有技术,并将其发展为成熟的体系系列。宝马的目标是提供最佳的技术和工艺链,无论是针对单个零部件,小批量生产还是大规模生产。

block 3D科学谷Review

当人们从制造的角度看待汽车这一面向消费者的机械产品时,如何实现其零部件的高效、低成本生产总是其中备受关注的话题,而这些制造需求,似乎是当前的增材制造工艺所无法满足的。但事实上,以更具优势的成本和生产效率量产汽车零部件是具有可行性的,实现这一切皆取决于对增材制造技术的理解,以及对增材制造工艺优化和设计优化的驾驭能力。

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除此之外,3D打印新技术的出现也为3D打印技术在汽车零部件批量生产中的应用创造了更多机会。拿近两年快速发展的粘结剂喷射金属3D打印技术来说,这种间接金属3D打印技术,比粉末床金属3D打印技术具有更快的打印速度,由于这种技术可以使用金属注射成型的粉末材料,在打印材料方面也更具经济性。根据3D科学谷《3D打印产业化机遇与挑战白皮书》,这类技术将在汽车零件生产中具有产业化前景。

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