寶馬通過3D打印實現機器人夾具減重20%—30%，顯著提升生產效率與環(huán)境效益
2024年10月12日，BMW寶馬集團宣稱，已在生產過程中實現了關鍵突破，特別是在制造機器人夾具方面。
△寶馬的夾持原件與汽車裝配零件
寶馬集團進一步解釋，自1991年以來，它們一直致力于利用3D打印技術推動汽車制造和生產輔助工具的創(chuàng)新。最初，這項技術僅用于生產單個零件，但現在其應用范圍已擴展至制造工具和工作輔助工具，為該集團的生產流程帶來了革命性的變化。如今，這項技術不僅用于設計特殊車型、概念車、原型車、賽車及量產車型的零部件，還在寶馬工廠的汽車制造和生產輔助工具生產中發(fā)揮著重要作用。
3D打印技術的優(yōu)勢與應用
寶馬集團在全球范圍內每年通過3D打印生產超過40萬個零部件，這一數字凸顯了該技術在生產效率和靈活性方面的顯著優(yōu)勢。位于慕尼黑北部奧伯施萊斯海姆的增材制造園區(qū)是寶馬集團專門的研究和生產基地，2023年，該園區(qū)通過3D打印生產了超過30萬個零件，其余零件則由寶馬集團的全球生產網絡制造。
寶馬集團增材制造園區(qū)負責人Jens Ertel表示，增材制造的應用不僅提高了生產效率，還帶來了顯著的環(huán)境效益。通過3D打印，寶馬能夠快速、經濟且靈活地生產生產輔助設備和搬運機器人，并根據具體要求進行調整，優(yōu)化重量，從而提高生產線速度、縮短周期時間，并降低成本。
寶馬在蘭茨胡特工廠使用這種3D打印拓撲優(yōu)化的機器人夾持器將CFRP材料裝入壓力機并取出成品零件
3D打印在生產中的應用實例
寶馬集團的蘭茨胡特輕量化結構技術中心展示了3D打印技術在生產中的具體應用。例如，它們利用3D打印技術生產了一個用于BMW M車型CFRP車頂的夾具，制造耗時22小時，重量僅為150公斤，比傳統(tǒng)制造方式減輕了約20%。這不僅延長了維護間隔，還使機器人夾持器更加耐用和具有彈性。
此外，寶馬集團還使用了新的、更輕的夾爪，這些仿生的、拓撲優(yōu)化的機器人部件重量減輕了25%，從而在CFRP車頂生產中只需要一個帶雙夾爪的機器人，而不是之前的三個。這些雙夾爪都是在寶馬集團蘭茨胡特工廠通過3D打印自行制造的。
3D打印在車身車間的應用
在慕尼黑的車身車間，寶馬集團使用了仿生機器人夾持器來夾住和移動BMW i4的整個地板組件。這種新一代夾持器在重量和最大負載方面得到了進一步優(yōu)化，重量約為100公斤（包括附加裝置），比其前身輕30%。這種精巧的結構是由砂型鑄造和鋁混合而成的，可用于重載機器人，從而節(jié)省能源并減少二氧化碳排放。
△夾具只是寶馬3D打印機器人幫助提升生產效率的方式之一
Synera軟件的創(chuàng)新應用
為了實現最佳的3D打印效果，寶馬集團使用了Synera軟件（前身為Elise），由BMW iVentures精心開發(fā)。Synera通過高效優(yōu)化現有流程和計算，幾乎可以一一對應地按照預期設計對仿生結構進行3D打印，這歸功于其高度的靈活性。
在寶馬集團的增材制造園區(qū)，設計和施工專家團隊不斷比較各種軟件解決方案，以發(fā)現進一步優(yōu)化的潛力。此外，寶馬集團還為制造機器人夾持器的3D打印機開發(fā)了解決方案，以自動化材料結構的工程設計，使打印速度更快，從而更高效。
總的來說，寶馬集團通過3D打印技術在生產中的廣泛應用，顯著提升了生產效率、降低了成本，并減少了二氧化碳排放。這一創(chuàng)新技術的應用不僅展示了寶馬在汽車制造領域的領先地位，也為未來的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實的基礎。
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