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不止于原型:宝马集团如何用3D打印重塑汽车制造效率链
Mike3D

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2025-07-01 17:26:33

不止于原型:宝马集团如何用3D打印重塑汽车制造效率链

今天为大家分享宝马集团如何用3D打印重塑汽车制造效率链帮助更具体的了解3D打印的优势。无锡麦客信息是资深的无锡3D打印公,在工业智造和文旅艺术方面有丰富的3D打印案例,如果您有3D打印需求,欢迎随时联系。

 

宝马集团在增材制造(3D打印)领域拥有深厚积淀和丰富经验。从早期原型车和赛车零部件制造,到如今为全球生产网络制造多样化的工作辅助工具、工装夹具乃至员工定制矫形器,其应用范围持续拓展深化。位于慕尼黑的增材制造园区不仅是核心生产基地,更是重要的研发与培训枢纽,赋能全球工厂高效应用3D打印技术,显著提升生产效率和创新能力。

 

核心优势:效率、灵活与可持续

宝马集团将增材制造深度融入生产系统,核心优势在于:

 

快速经济灵活: 能够迅速、低成本地按需生产定制化的生产辅助设备。

 

设计自由与优化: 实现产品单独调整、工装夹具的轻量化设计(如减重20-30%),从而提升产线速度、缩短周期、降低成本。

 

空间与资源节约: 减小工装体积,降低仓储需求;减少材料浪费,直接助力降低二氧化碳排放和生产成本,体现了对经济效益与环境保护的双重承诺。

 

创新应用案例

1. 砂型增材制造:铸造模具的革命(兰茨胡特工厂)

工艺革新: 采用3D打印砂型模具制造铝制气缸盖,突破了传统工艺对复杂几何形状的限制。

 

流程: CAD设计 → 3D打印砂型模具 → 砂型铸造(填充液态铝) → 后处理。

 

优势:

 

复杂度: 制造含精细内部结构的模具,提升产品性能。

 

效率与成本: 快速定制模具,优化成本与时间。

 

设计自由: 设计师摆脱制造约束,探索创新设计。

 

轻量化: 优化结构,减轻部件重量,提高燃油效率与性能。

 

环保: 减少材料浪费,潜在降低能耗。

 

2. 大型机器人夹具:轻量化与效率典范(兰茨胡特工厂)

应用: 制造用于生产所有BMW M车型CFRP(碳纤维增强塑料)车顶的夹具(约120公斤,制造时间仅22小时)。

 

流程简化: 夹具用于压机中旋转180度拆除成品车顶,简化流程。

 

技术组合: SLS(选区激光烧结)制造真空夹具;LSP(大规模印刷)制造大型屋顶壳和轴承结构。

 

显著效益:

 

轻量化: 比传统夹具轻约20%,延长机器人寿命,减少磨损,延长维护周期。

 

效率提升: 结合两个步骤,减少生产循环时间。

 

可持续性: LSP工艺使用注塑颗粒和回收塑料(包括CFRP余料),制造过程CO₂排放降低约60%

 

持续进化: 新一代拓扑优化夹具比前代轻25%,使BMW M3 CFRP车顶生产仅需一台机器人(原需三台)。

 

3. 仿生夹具优化底盘构造(慕尼黑工厂)

应用: 3D打印砂铸模具用于制造固定和移动BMW i4地板总成的仿生机器人夹具。

 

优势:

 

极致轻量: 重量仅110公斤,比传统型号轻约30%

 

结构优化: 砂铸铝实现复杂负载优化结构。

 

连锁效益: 允许使用更小、更轻、能耗更低的重型起重机器人,进一步减少CO₂排放。

 

专家观点: 工厂工程主管强调增材制造正广泛替代传统夹具系统,实现高度集成和重量优化(如搬运i4地板组件减轻30%/50公斤),延长设备寿命。

 

4. 软件赋能:设计与流程自动化

核心工具: BMW iVentures战略投资的Synera软件(原Elise)。

 

功能: 快速高效地设计和计算复杂的仿生结构,其拓扑优化功能与3D打印的灵活性完美契合,充分释放轻质结构潜力。

 

流程革新: 宝马开发并实施自动化工作流,加速夹具结构的计算与构造,显著提升效率,降低成本,保障质量。

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3D打印工装夹具:综合优势与广阔前景

3D打印技术为工装夹具制造带来革命性变化:

 

效率跃升: 快速制造,大幅缩短周期。

 

成本优化: 减少材料浪费,简化工艺,降低制造成本。

 

轻量化与性能: 设计自由实现结构优化减重,提升设备性能。

 

复杂几何实现: 制造传统方法无法企及的复杂形状夹具。

 

高度定制化: 快速响应特定生产需求。

 

材料多样性: 适用塑料、金属等多种材料,高性能材料不断扩展。

 

流程简化: 部件整合设计一次成型,减少组装和维护。

 

人机工效提升: 制造更符合人体工程学的工具,提高操作安全性与准确性。

 

宝马集团通过战略性地部署增材制造技术,从砂型模具、大型机器人夹具到仿生底盘搬运系统,全方位提升了生产效率、设计自由度和产品性能。其核心优势——快速、灵活、轻量化、可持续——在多个标杆性应用案例中得到充分验证。结合创新软件解决方案(如Synera)和自动化流程,宝马不仅巩固了在汽车制造技术领域的领导地位,更持续引领着高效、创新、可持续的智能制造未来。增材制造在宝马的广泛应用,特别是工装夹具领域,已展现出巨大的价值与广阔的发展前景。

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