引擎蓋下：寶馬談車間里的3D打印

汽車行業(yè)可以說是最早實現(xiàn)3D打印技術(shù)應(yīng)用的行業(yè)，30年前當時的3D打印應(yīng)用還被稱為“快速成型”。如今，汽車行業(yè)識別3D打印潛在的生產(chǎn)制造潛力的時候，汽車行業(yè)又一次積極擁抱了這項技術(shù)。

現(xiàn)在，全新的3D打印過程正在被開發(fā)，包括Carbon和惠普，寶馬已經(jīng)迅速看到這些新系統(tǒng)的潛力，并試圖通過這些技術(shù)來保持領(lǐng)先優(yōu)勢，并最終生產(chǎn)更好的汽車。為此，寶馬引進了Carbon超快的M1 3D打印機以及惠普多射流融合MJF設(shè)備。


寶馬的3D打印歷史
寶馬使用3D打印技術(shù)的歷史其實已經(jīng)超過了25年，那時候主要用來設(shè)計驗證和測試概念車。

在寶馬位于慕尼黑的研究和創(chuàng)新中心有一個快速技術(shù)中心的團隊（FIZ）。他們每年生產(chǎn)近25,000個原型，還生產(chǎn)近100,000多個零件。零件包括小型塑料載體到設(shè)計樣品和用于功能測試的底盤組件。根據(jù)不同建模和組件的大小，樣品在幾天內(nèi)就可以制造完成。

金屬3D打印技術(shù)已經(jīng)有超過10年的歷史，而寶馬在其誕生初期就開始使用它了。在寶馬集團內(nèi)部，就有擁有十多年金屬打印經(jīng)驗的專家。早期的經(jīng)驗主要偏重于設(shè)計驗證、功能測試，這些早期積累的know how也為寶馬進入到系列小批量生產(chǎn)帶來了積淀。

2010年，寶馬通過3D打印的水輪參加德國房車大師賽（DTM），這個部件是用選擇性激光熔融（SLM）技術(shù)制造的，該技術(shù)主要通過使用激光融化金屬粉末制造3D對象。首先，一層0.05毫米厚的金屬粉末會被鋪在打印床上，然后通過激光燒結(jié)（融化）成指定的形狀。之后各層進行燒結(jié)，然后又一層0.05毫米厚的粉末被鋪在上面，如此反復(fù)，直到最終產(chǎn)品制造完成。這些水輪不僅滿足房車賽的要求，還滿足惡劣的工作環(huán)境下的摩托車的工作要求。

3D打印是理想的空氣動力學組件生產(chǎn)方法，只所以用于水輪的小批量生產(chǎn)是因為這些水輪的幾何槽形通過傳統(tǒng)方式來加工是很復(fù)雜的。

2012年，寶馬開始為勞斯萊斯幻影生產(chǎn)零部件，這比GE廣為人知的LEAP發(fā)動機引擎噴油嘴還早。這些零部件包括塑料支架的危險警告燈、中心鎖按鈕、電子停車制動器和插座。并且，從那時候起，寶馬就開始通過3D打印勞斯萊斯光纖電纜連接支架。

通過3D打印來制造這些支架是為了滿足快速的設(shè)計迭代。寶馬認為通過3D打印可以將生產(chǎn)時間可以大大減少，同時還滿足了必要的標準。因為這些精細的部件是非常復(fù)雜的，材料也需要完全符合規(guī)格，所以寶馬將制造技術(shù)切換到增材制造技術(shù)。

未來3D打印
正如寶馬集團迅速采用金屬3D打印技術(shù)，寶馬迅速地做出了引進Carbon和惠普的決定，寶馬認為將通過這些3D打印技術(shù)用于最終零件的生產(chǎn)。

Carbon的連續(xù)液體界面生產(chǎn)技術(shù)（CLIP）技術(shù)能夠在短短幾分鐘內(nèi)完成3D打印部件。寶馬已經(jīng)開始使用CLIP技術(shù)3D打印個性化的產(chǎn)品，包括寶馬的“DriveNow”項目中，寶馬邀請德國客戶為DriveNow艦隊的MINI投票，獲勝的名字通過CLIP的3D打印技術(shù)打印出來安裝到車輛的外部。

惠普的多射流熔融3D打印機的打印速度、打印產(chǎn)品的完整性、表面光潔度和經(jīng)濟性，以及開放性的材料開發(fā)合作平臺，都為打印可推向市場的產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。寶馬目前對惠普設(shè)備完成的測試件是針對原型應(yīng)用的，但寶馬相信在積累了足夠的應(yīng)用經(jīng)驗后，將很快推向生產(chǎn)領(lǐng)域。

延伸閱讀：
《寶馬表示將繼續(xù)擴大在汽車設(shè)計和制造中應(yīng)用3D打印技術(shù)》
《惠普3D打印機一出激起千層浪，西門子、寶馬、強生等國際巨頭紛紛合作》

來源：3D科學谷