南極熊導(dǎo)讀:全球范圍內(nèi),截至2020年,汽車已經(jīng)成為3D打印的第一大應(yīng)用,超越了航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域。
寶馬汽車一直非常重視3D打印技術(shù),并且不斷的加大在這個(gè)領(lǐng)域的投入,主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。
● 一方面,不斷的采用3D打印技術(shù)來制造汽車零件,據(jù)統(tǒng)計(jì),寶馬集團(tuán)已經(jīng)使用3D打印超過27年,已經(jīng)生產(chǎn)了數(shù)百萬個(gè)零件。在寶馬i8、寶馬MINI等車型中,都增加了3D打印的零件。
△寶馬i8車型,南極熊德國實(shí)拍
● 另一方面,直接在3D打印領(lǐng)域進(jìn)行投資。2016 年,參與投資美國高速光固化開創(chuàng)者 Carbon;2017 年,參與投資金屬 3D 打印公司 Desktop Metal;2017年寶馬聯(lián)合通用等公司向按需制造平臺Xometry投資1500萬美元;后面還投資了做數(shù)字制造DNA系統(tǒng)的德國ELISE等
△2019年,南極熊參觀了寶馬的博物館以及寶馬總部辦公大樓
2019年11月在德國參加3D打印展會(huì)的時(shí)候,南極熊參觀寶馬博物館的時(shí)候(詳見《一次看完BMW近百款汽車,南極熊漫游寶馬總部博物館和展廳》)就想?yún)⒂^下BMW的增材制造園區(qū)了。但當(dāng)時(shí)未能如愿。
新3D打印工廠開張
2020年6月28日,南極熊獲悉,寶馬集團(tuán)新的增材制造園區(qū)近期開張了,將研究、原型設(shè)計(jì)和批量化3D打印零件,綜合在一個(gè)工廠中。它耗資了1500萬歐元(約1.1億人民幣),將進(jìn)一步提升這家汽車巨頭在汽車行業(yè)使用增材制造的地位。
△視頻:BMW耗資1500萬歐元的3D打印工業(yè)園,都買了這些3D打印機(jī)(多達(dá)至少7個(gè)3D打印廠商的不同技術(shù)類型的3D打印機(jī),包括SLM,SLS,MJF,LSPc,CLIP,FDM等)
南極熊帶大家一起看看,寶馬的這個(gè)包含了金屬3D打印機(jī)、非金屬3D打印機(jī)、質(zhì)量控制與物流運(yùn)輸、原型開發(fā)、生產(chǎn)排版、跨學(xué)科項(xiàng)目和培訓(xùn)空間里面的設(shè)備都有哪些。
這里簡直可以算得上一個(gè)小型的汽車領(lǐng)域的3D打印機(jī)展覽了。各種技術(shù)的設(shè)備很齊全,讓寶馬了解 跟蹤 應(yīng)用全球范圍內(nèi)可能會(huì)大火的新技術(shù)潮流。
囊括至少7大類前沿的3D打印技術(shù)
△惠普的多噴射熔融(MJF)技術(shù)3D打印機(jī),可以高效快速生產(chǎn)PA、TPU等不同高性能材料的3D打印零件,配套后處理、清粉等設(shè)備
△德國EOS 的SLS激光燒結(jié)3D打印機(jī),支持PA、TPU、PEEK等不同的高性能聚合物材料,配套后處理、清粉等設(shè)備
△德國SLM Solutions的SLM 選擇性激光燒結(jié)金屬3D打印機(jī),可以打印不銹鋼、鈦合金等各種金屬3D打印粉末材料,配套熱處理、清粉等設(shè)備。相關(guān)報(bào)道《SLM Solutions展出下一代超大型SLM成型技術(shù)和四激光器金屬機(jī)》
△美國Desktop Metal的FDM 金屬3D打印機(jī),使用金屬線材作為材料,熔融擠出的方式打印金屬件毛坯,后期需要脫脂燒結(jié)的后處理過程。相關(guān)報(bào)道《Desktop Metal發(fā)布生產(chǎn)級金屬粘合噴射3D打印機(jī)shop system》
△Exone的粘合劑噴射金屬3D打印機(jī),采用粘合劑把金屬粉末粘合之后成型,再經(jīng)過燒結(jié)等后處理過程。把精細(xì)金屬注射成型(MIM)粉末能力與批量生產(chǎn)能力相結(jié)合,可滿足MIM、粉末冶金和尋求更大平臺解決方案以生產(chǎn)可靠零件的制造需求。相關(guān)報(bào)道《ExOne大容量生產(chǎn)級粘合劑噴射金屬3D打印機(jī)X1 160PRO》
△美國Carbon的高速光固化3D打印機(jī),采用獨(dú)創(chuàng)的CLIP連續(xù)液面數(shù)字光合成技術(shù),利用一層透氧膜隔離光敏樹脂液體和空氣中的氧氣,實(shí)現(xiàn)高速、連續(xù)的3D打印成型,并且已經(jīng)開發(fā)出大量高性能的光敏樹脂材料。相關(guān)報(bào)道《全球3D打印最具價(jià)值企業(yè)之Carbon,產(chǎn)業(yè)應(yīng)用如何了?》
△美國Nexa3D的高速光固化3D打印機(jī),聲稱將超越Carbon,創(chuàng)造性的潤滑油子層光固化(Lubricant Sublayer Photocuring,縮寫為LSPc)技術(shù),能夠以10mm每分鐘的速度連續(xù)打印多達(dá)16升的零件,將打印原型和生產(chǎn)零件的時(shí)間從幾小時(shí)壓縮到幾分鐘。除了可以大幅度加快3D打印速度之外,還通過使用專有的結(jié)構(gòu)化光路并避免了分層現(xiàn)場,在XY和Z軸上實(shí)現(xiàn)了非凡的精度水平。相關(guān)報(bào)道《Nexa3D潤滑油子層光固化(LSPc)3D打印技術(shù),實(shí)現(xiàn)高速SLA》
寶馬汽車3D打印應(yīng)用概況
2019年,寶馬集團(tuán)3D打印了大約30萬個(gè)零件。增材制造園區(qū)雇用了80名工人,運(yùn)行約50個(gè)工業(yè)增材制造系統(tǒng),包括金屬和塑料。在中心之外,寶馬還在全球范圍內(nèi)運(yùn)行著50臺其他3D打印機(jī)。
寶馬涉足3D打印已有近30年的歷史,1991年首次為概念車制作零件原型,2010年才將增材制造用于小批量生產(chǎn),即用金屬粉末床熔融技術(shù)3D打印DTM賽車的水泵車輪。此后,為勞斯萊斯幻影、寶馬i8 Roadster和MINI John Cooper Works GP等車型3D打印了零部件。
新工廠的其他用途
這次新開張的園區(qū),有一個(gè) "預(yù)開發(fā) "團(tuán)隊(duì),致力于改進(jìn)整個(gè)寶馬公司使用的新技術(shù)和材料,重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)流程的自動(dòng)化。通過減少人工勞動(dòng),降低3D打印的成本,使其更適合工業(yè)規(guī)模。
通過汽車生產(chǎn)的工業(yè)化和數(shù)字化增材制造(IDAM)項(xiàng)目,寶馬在增材制造園區(qū)建立了一條從生產(chǎn)準(zhǔn)備到零件制造和返工的生產(chǎn)線。IDAM團(tuán)隊(duì)將利用該生產(chǎn)線每年用3D打印制造5萬個(gè)零件,其中包括1萬多個(gè)單件和備用零件。
寶馬公司還將進(jìn)行POLYLINE項(xiàng)目的工作,塑料部件系列化生產(chǎn)的工藝步驟以數(shù)字方式連接,并制定質(zhì)量保證策略,以確保整個(gè)工藝鏈的質(zhì)量一致。POLYLINE聯(lián)盟的15個(gè)成員將創(chuàng)建和測試他們認(rèn)為的 "面向未來 "的3D打印塑料零件的自動(dòng)化生產(chǎn)線,并將其數(shù)字化連接起來。到目前為止,通過這項(xiàng)工作,制造成本可以降低50%,同時(shí)提高3D打印的穩(wěn)定性和整體生產(chǎn)的可持續(xù)性。
園區(qū)還將為整個(gè)寶馬集團(tuán)的工人提供咨詢和培訓(xùn)課程,以此來成功推廣各種增材制造技術(shù)和方法。
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