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15 Millionen Euro Invest in Deutschland

BMW setzt auf 3D-Druck - auch in der Serie

4. August 2020, 10:29 Uhr | Karin Zühlke

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3D-Druck langfristig auch für Großserien

Additive Fertigung in Forschung und Vorentwicklung

Im Vorentwicklungsbereich des Additive Manufacturing Campus werden neue Technologien und Werkstoffe optimiert und für den flächendeckenden Einsatz im gesamten Unternehmen vorbereitet. Das Team beschäftigt sich dabei insbesondere mit der Automatisierung von Prozessketten, die bisher sehr viel manuelle Arbeit gebunden haben, um die 3D-Druckverfahren wirtschaftlicher zu gestalten und langfristig eine Großserienproduktion zu ermöglichen.
Bei der Industrialisierung von 3D-Druckverfahren sind Forschungsprojekte von zentraler Bedeutung. Hierzu zählen auch die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Verbundprojekte „Industrialisierung und Digitalisierung von Additive Manufacturing für automobile Serienprozesse“ (kurz: IDAM) und „Integrierte Linienanwendung von polymerbasierten AM-Technologien“ (kurz: Polyline).
Im Projekt IDAM legt die BMW Group gemeinsam mit zwölf Projektpartnern einen wichtigen Grundstein für die Integration der additiven Fertigung in die Serienproduktionsumgebung der Automobilindustrie. Im Additive Manufacturing Campus wird eine Fertigungslinie aufgebaut, die die gesamte Prozesskette abbildet: von der digitalen Produktionsvorbereitung über die Herstellung von Komponenten bis hin zur Nachbearbeitung. Das IDAM-Team bereitet die Fertigungslinie für die spezifischen Anforderungen zur Herstellung von Serien- sowie Einzel- und Ersatzteilen vor. Die angestrebten Stückzahlen sprechen für den Signalcharakter des Verbundprojektes: Mit der Fertigungslinie sollen künftig mindestens 50.000 Serienkomponenten pro Jahr und über 10.000 Einzel- und Ersatzteile in sehr hoher Qualität hergestellt werden können.

Darüber hinaus treibt der Additive Manufacturing Campus auch maßgeblich die Serienproduktion von Kunststoffbauteilen voran. Im Rahmen des Projekts Polyline werden unter anderem die digitale Vernetzung von Prozessschritten sowie eine durchgängige Methodik zur Qualitätssicherung entlang des Gesamtprozesses erarbeitet. In einem Konsortium von 15 Projektpartnern wird im Additive Manufacturing Campus eine zukunftsfähige, vollständig vernetzte und automatisierte Produktionslinie zur Herstellung von Kunststoffbauteilen entwickelt und erprobt. Mithilfe der gewonnenen Erkenntnisse soll es zukünftig möglich sein, die Fertigungskosten um bis zu 50 Prozent zu senken. Das spielt eine wichtige Rolle beim Einsatz in der Serienfertigung. Außerdem sollen integrierte Qualitätssicherungsmethoden die Robustheit der Technologien steigern und die Fertigung nachhaltiger gestalten.

Unternehmensweite Qualifizierung

Neben der Fertigung von Bauteilen bietet das Campus Team individuelle Beratungen und Schulungen für Mitarbeiter verschiedener Unternehmensbereiche an. »Für einen erfolgreichen Roll-out der Technologien ist es wichtig, die Kollegen aus dem gesamten Netzwerk mit den Vorteilen und Funktionalitäten der Verfahren vertraut zu machen. Denn der Einsatz erfordert eine neue Denkweise und Herangehensweise bei der Konzipierung von Bauteilen. Durch die hohe Gestaltungsfreiheit ergeben sich neue Designs und Funktionen. Mittlerweile gibt es zahlreiche Bauteile, die ausschließlich mithilfe additiver Verfahren hergestellt werden können«, erklärt Jens Ertel, Leiter des Additive Manufacturing Campus von BMW.
An nahezu allen Produktionsstandorten des Unternehmens werden bereits 3D-Druckbauteile hergestellt. Die Einsatzgebiete erstrecken sich auch dort von Prototypenteilen über Produktionshilfsmittel bis hin zu länderspezifischen Teilen für Kunden. Für die BMW Group ist es sinnvoll, die Teile dort herzustellen, wo sie benötigt werden. Damit ergänzen additive Fertigungsverfahren bestehende Produktionstechnologien.

Anwendungen in der Serienproduktion

Bereits 1991 produzierte die BMW Group erste Prototypenteile und setzte diese beim Bau von Konzeptfahrzeugen ein. 2010 hat das Unternehmen damit begonnen, kunststoff- und metallbasierte Verfahren zunächst in kleineren Serien einzusetzen. Dazu gehört das in den DTM-Fahrzeugen eingesetzte additiv gefertigte Wasserpumpenrad. Weitere Serieneinsätze folgten ab 2012 mit verschiedenen Bauteilen für den Rolls-Royce Phantom sowie den BMW i8 Roadster (2017) und den Mini John Cooper Works GP (2020). In Letzterem sind bereits vier 3D-gedruckte Komponenten serienmäßig integriert.