3D-Druck – Additive Fertigung 04.12.2020, 07:00 Uhr

Eine Vision wird wahr: BMW lässt Bauteile für Rolly Royce drucken

BMW treibt die Umstellung seiner Fertigung weiter voran. Bauteile, die sich flexibel gestalten und schnell herstellen lassen, sind in der modernen Fahrzeugindustrie gefragt. Deswegen greift der Autohersteller jetzt zunehmend auf ein Verfahren zurück, das all das ermöglicht: den 3D-Druck.

3d Druck

Komplexe Formen lassen sich im 3D-Druck ohne viel Aufwand realisieren.

Foto: BMW Group

Die additive Fertigung über den 3D-Druck scheint nahezu unbegrenzte Möglichkeiten zu eröffnen – ob im Hausbau, in der Flugzeugindustrie oder in der Automobilbranche. Kein Wunder, schließlich wird die dafür notwendige Technik rasend schnell weiterentwickelt, und BMW ist vorne dabei.

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Kompetenzzentrum für neue Verfahren errichtet

Daniel Schäfer, Bereichsleiter für die Produktionsintegration bei der BMW Group, verspricht sich einiges vom 3D-Druck: „Verfahren wie Additive Manufacturing helfen uns, Entwicklungszyklen zu beschleunigen und damit unsere Fahrzeuge schneller zur Serienreife zu führen. Auch die Produktionszeiten von Bauteilen werden durch 3D-Druck kürzer, gleichzeitig werden hohe Qualitätsansprüche erfüllt.“

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Mit dem 3D-Druck könnte sich die industrielle Produktion grundlegend verändern. BMW investiert in dieses Thema daher 15 Millionen Euro und hat die Herstellung entsprechender Prototypen und Bauteile in einem Kompetenzzentrum in Oberschleißheim bei München konzentriert, dem Additive Manufacturing Campus. Dort sollen die Ingenieure daran forschen, den 3D-Druck für die Zwecke des Autobauers zu verbessern. Parallel werden die Mitarbeiter im Umgang mit dieser Technologie geschult.

3D-Druck für den Rolly Royce der Gegenwart

In dem Zentrum wird keine reine Zukunftsmusik gespielt, denn die neue Ära hat – zumindest teilweise – bereits begonnen. Seit Kurzem produziert die BMW Group additiv gefertigte Fahrzeugkomponenten aus Metall und Kunststoff für den neuen Rolls Rolls-Royce. Die modernen Bauteile entstehen dabei nicht vorwiegend in Oberschleißheim, sondern an verschiedenen Standorten, die alle zum weltweiten BMW-Produktionsnetzwerk gehören. Im britischen Goodwood werden sie zusammengefügt.

Über die gesamte Laufzeit des Modells werden dabei wohl Hunderttausende 3D-Bauteile zusammenkommen. Ein Vorteil des Materials liegt für die BMW-Ingenieure auf der Hand: Es weist eine große Steifigkeit auf. Eingesetzt werden die Elemente in der Karosserie und im Fahrgastraum, also in Bereichen, die eine hohe Funktionalität erfordern. Die Verfahren zur Herstellung der Komponenten hat BMW selbst entwickelt und sie an die Anforderungen einer Serienfertigung angepasst. Im Kompetenzzentrum werden auch die Kunststoff-Bauteile produziert, und zwar im Multi Jet Fusion Verfahren und mittels selektivem Lasersintern.

Ganz neue Formen sind möglich

Die aktuelle Produktion ist bereits das Ergebnis einer langen Entwicklungsphase. Das BMW-Team hat zunächst Hunderte Bauteile analysiert, um die Komponenten herauszufiltern, die sich eventuell für eine additive Fertigung eignen. Dabei prüften sie vor allem, welche Vorteile der 3D-Druck in Bezug auf Gewicht und Form der Teile bringen könnte, im Vergleich zur herkömmlichen Produktion. Auch die Wirtschaftlichkeit spielte dabei natürlich eine Rolle. Entstanden ist daraus eine Liste mit Kriterien, mit denen IT-Experten eine spezielle Software fütterten. Diese künstliche Intelligenz (KI) soll künftig dabei helfen, mögliche Bauteile für den 3D-Druck schneller zu identifizieren.

Für die Produktion selbst nutzten die Fahrzeugbauer das sogenannte Generative Design. Dahinter verbirgt sich das Gestalten von Elementen mithilfe von Computeralgorithmen. Dadurch werden völlig neue Formen umgesetzt, bei einem sehr niedrigen Materialverbrauch. In Bezug auf das Design sind der Fantasie praktisch keine Grenzen mehr gesetzt, da die Komponenten Schicht für Schicht gedruckt werden. Die Frage, ob die Herstellung kostengünstig mit konventionellen Werkzeugen möglich gewesen wäre, stellt sich also nicht mehr.

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Bessere Funktionen und weniger Gewicht

Für den Rolls-Royce Ghost wurden durch das neue Herstellungsverfahren einige Komponenten in Bezug auf Form und Funktion verbessert. Unter anderem sind diese Bauteile erheblich leichter geworden. Sie wiegen nur noch annähernd die Hälfte. Außerdem können die Ingenieure den Raum im Fahrzeug durch die neuen Formen besonders gut nutzen. Ein Beispiel ist die Halterung für den Dämpfer der Heckklappe. Der Anteil der gedruckten Komponenten soll nun weiter ausgebaut werden.

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Ein Beitrag von:

  • Nicole Lücke

    Nicole Lücke macht Wissenschaftsjournalismus für Forschungszentren und Hochschulen, berichtet von medizinischen Fachkongressen und betreut Kundenmagazine für Energieversorger. Sie ist Gesellschafterin von Content Qualitäten. Ihre Themen: Energie, Technik, Nachhaltigkeit, Medizin/Medizintechnik.

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