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(chǎn)輔助工具的創(chuàng)新,。最初,，這項技術僅用于生產(chǎn)單個零件，但現(xiàn)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(chǎn)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(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打印技術的優(yōu)勢與應用

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(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(chǎn)中的具體應用,。例如，它們利用3D打印技術生產(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(chǎn)效率的方式之一

Synera軟件的創(chuàng)新應用

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(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(chǎn)中的廣泛應用,，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。