开启汽车制造新时代,宝马转向电弧增材制造生产汽车零部件
未来的宝马汽车车身或地盘将采用3D打印技术制造。
在Oberschleißheim的增材制造中心,宝马集团正在利用MX3D的电弧增材制造(WAAM)技术生产金属车辆部件和工具。与目前批量生产的压铸件相比,使用WAAM生产的部件可以更轻、更硬。
多年前布局
虽然宝马集团对WAAM的采用似乎是近期才发生的事情,但事实上,宝马自2015年以来已经开始试验和测试这一工艺,并且自2021年起在其增材制造中心使用MX3D的WAAM单元生产测试组件。
现在,该公司特别加快了WAAM在生产大型组件方面的使用,下一阶段将很快开始测试车辆中的组件。“在早期阶段,很明显WAAM工艺可以降低生产过程中的排放。组件重量较轻,材料利用率优越,并且可以选择使用可再生能源,这意味着可以更高效地生产组件。”宝马增材制造部门负责人Jens Ertel解释说。
生成式设计
宝马不断加速采用生成式设计,通过算法基于特定需求来优化部件设计。仿生学的原理被应用于设计过程中:首先,仅使用对于组件结构真正必要的材料;然后,在微调阶段,只在确实需要的地方对部件进行加固。通过这种方式,最终得到的部件不仅更轻、更坚固,还能提高效率和车辆的动力性能。
“看到WAAM技术从研究发展成为一个灵活工具,用于不仅是测试组件而且是系列生产组件,非常令人印象深刻。使用生成设计方法使我们能够充分利用设计自由,从而发挥技术的潜力。这在几年前还是无法想象的,”宝马集团车辆研究部门负责人Karol Virsik总结道。
互补的技术
宝马集团并不认为不同的增材生产过程彼此竞争,而应该被视为互补。例如,对于高分辨率细节部件的生产,激光熔化过程比WAAM更有优势。在其最新车型BMW Vision Neue中,就利用该技术制作照明和内饰部件。但在组件可能的大小和沉积率方面,WAAM表现更佳。
当前,宝马预计将开始测试用于车身、驱动和底盘领域的最终使用部件,并计划于2025年开始车辆试验。结合增加WAAM和生成设计的使用,宝马对使用这项技术创建的部件抱有很高期望。
宝马最初计划在Oberschleißheim集中生产WAAM零部件,但未来也可能在其他地点生产并由供应商使用该技术。此外,公司正在探索使用这种工艺直接在装配线上生产各个部件的可能性,以及在不使用新工具的情况下仅通过更改软件来制造不同的零件。
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