寶馬通過3D打印實現(xiàn)機器人夾具減重20%—30%，顯著提升生產(chǎn)效率與環(huán)境效益

2024年10月12日,，南極熊獲悉，BMW寶馬集團宣稱，已在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)了關(guān)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(shù)推動汽車制造和生產(chǎn)輔助工具的創(chuàng)新,。最初，這項技術(shù)僅用于生產(chǎn)單個零件,，但現(xiàn)在其應(yīng)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(chǎn)流程帶來了革命性的變化。如今,，這項技術(shù)不僅用于設(shè)計特殊車型,、概念車、原型車,、賽車及量產(chǎn)車型的零部件,，還在寶馬工廠的汽車制造和生產(chǎn)輔助工具生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。

3D打印技術(shù)的優(yōu)勢與應(yīng)用

寶馬集團在全球范圍內(nèi)每年通過3D打印生產(chǎn)超過40萬個零部件,，這一數(shù)字凸顯了該技術(shù)在生產(chǎn)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(chǎn)基地，2023年,，該園區(qū)通過3D打印生產(chǎn)了超過30萬個零件,，其余零件則由寶馬集團的全球生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用不僅提高了生產(chǎn)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(jīng)濟且靈活地生產(chǎn)生產(chǎn)輔助設(shè)備和搬運機器人，并根據(jù)具體要求進行調(diào)整,，優(yōu)化重量,，從而提高生產(chǎn)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(chǎn)中的應(yīng)用實例

寶馬集團的蘭茨胡特輕量化結(jié)構(gòu)技術(shù)中心展示了3D打印技術(shù)在生產(chǎn)中的具體應(yīng)用。例如,，它們利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)了一個用于BMW M車型CFRP車頂?shù)膴A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(chǎn)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(chǎn)效率的方式之一

Synera軟件的創(chuàng)新應(yīng)用

為了實現(xiàn)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(xiàn)有流程和計算,，幾乎可以一一對應(yīng)地按照預(yù)期設(shè)計對仿生結(jié)構(gòu)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(shè)計和施工專家團隊不斷比較各種軟件解決方案，以發(fā)現(xiàn)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(jié)構(gòu)的工程設(shè)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(shù)在生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，顯著提升了生產(chǎn)效率,、降低了成本,，并減少了二氧化碳排放。這一創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用不僅展示了寶馬在汽車制造領(lǐng)域的領(lǐng)先地位,，也為未來的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ),。