Lekkie narzędzia i szybkie prototypowanie z drukiem 3D w BMW AG
Także w przemyśle motoryzacyjnym druk 3D przyczynia się do zmian i oszczędności na liniach produkcyjnych. Fabryka BMW AG w Ratyzbonie wprowadziła do swoich procesów produkcyjnych technologię druku 3D FDM (Fused Deposition Modeling). Dzięki wykorzystaniu drukarek Stratasys firma zwiększyła elastyczność produkcji i usprawniła pracę na hali.
W tym case study przyjrzymy się, jak BMW wykorzystało druk 3D, by sprostać wymaganiom zwinnej produkcji. Poznaj szczegóły wyzwań, rozwiązań i korzyści płynących z zastosowania technologii FDM w jednym z najnowocześniejszych zakładów firmy.
O zleceniodawcy
BMW AG
BMW AG to jeden z największych i najbardziej renomowanych producentów samochodów premium na świecie, z siedzibą główną w Monachium. Zakład w Ratyzbonie, gdzie wdrożono technologie druku 3D, odgrywa ważną rolę w produkcji pojazdów marki.
Firma od lat stawia na nowe technologie, takie jak druk 3D, które umożliwiają jej dostosowanie procesów produkcyjnych do zmieniających się wymagań rynku. BMW wykorzystuje drukarki 3D do wytwarzania prototypów, narzędzi montażowych oraz części końcowych. Technologia FDM wspiera zarówno rozwój produktów jak i optymalizację procesów montażowych.
Zakład w Ratyzbonie korzysta z drukarek Stratasys Fortus, które umożliwiają tworzenie precyzyjnych i wytrzymałych elementów z materiałów termoplastycznych. BMW kontynuuje rozwój w zakresie technologii druku 3D, integrując je z istniejącymi procesami produkcyjnymi. Inżynierowie w zakładzie w Ratyzbonie dostrzegają ogromny potencjał w zastosowaniach technologii FDM także w przyszłych projektach
Wyzwanie
Produkcja zindywidualizowanych narzędzi
BMW AG stanęło przed wyzwaniem produkcji złożonych narzędzi montażowych i części, które musiały spełniać wymagania dotyczące precyzji, wytrzymałości i ergonomii. Konwencjonalne metody wytwarzania, takie jak formowanie wtryskowe i obróbka CNC, były czasochłonne, kosztowne i ograniczone w zakresie kształtów, jakie można było uzyskać.
Firma poszukiwała sposobu na optymalizację procesów wytwarzania oraz elastyczne dostosowanie narzędzi do zmieniających się potrzeb produkcji. Wymagania stawiane przed narzędziami obejmowały ich lekkość, wygodę w użytkowaniu oraz możliwość wytrzymania intensywnego użytkowania na linii produkcyjnej.
BMW potrzebowało narzędzi montażowych, które mogłyby być szybko dostosowane do specyficznych procesów produkcji, takich jak mocowanie elementów karoserii czy montaż emblematu na pojazdach. Ważnym aspektem była także możliwość szybkiego wprowadzania poprawek w przypadku zmiany projektu.
Inżynierowie zakładu w Ratyzbonie musieli sprostać też wymaganiom redukcji kosztów, jednocześnie nie obniżając jakości wytwarzanych elementów. Firma szukała alternatywy, która pozwoliłaby na uproszczenie procesów magazynowania i dokumentacji technicznej.
BMW potrzebowało rozwiązania, które nie tylko przyspieszyłoby produkcję, ale również zwiększyło jej wydajność i elastyczność.
Rozwiązanie
Drukarki 3D Stratasys: precyzja i szybkość
Druk 3D, a w szczególności technologia FDM, okazała się idealnym rozwiązaniem na powyższe potrzeby.
BMW wdrożyło technologię FDM za pomocą drukarek Stratasys Fortus, które umożliwiły produkcję ergonomicznych narzędzi montażowych i części końcowych. Technologia ta pozwoliła inżynierom na tworzenie narzędzi o zoptymalizowanej wadze, co poprawiło komfort pracy operatorów na linii montażowej.
Na przykład urządzenie do mocowania wsporników zderzaków zaprojektowano tak, aby precyzyjnie omijało przeszkody, jednocześnie umieszczając magnesy mocujące w odpowiednich miejscach.
Dzięki materiałowi ABS-M30 firma mogła osiągnąć wytrzymałość porównywalną do poliamidu (PA6), co pozwoliło na spełnienie wymagań wytrzymałościowych i chemicznych.
Proces „sparse-fill” zastosowany w konstrukcji narzędzi umożliwił redukcję wagi urządzeń montażowych nawet o 72%, co znacząco wpłynęło na ergonomię i wygodę użytkowania. Czas realizacji zleceń skrócono z 18 dni (tradycyjne CNC) do zaledwie 1,5 dnia, co przełożyło się na szybsze wdrażanie zmian w procesach produkcyjnych. Koszt produkcji jednego elementu wynosił jedynie 176 USD w porównaniu do 420 USD w metodzie tradycyjnej.
Drukarki Stratasys Fortus pozwalają na produkcję narzędzi o złożonych kształtach, których wykonanie byłoby trudne lub niemożliwe przy użyciu konwencjonalnych metod obróbki.
BMW AG opracowało także kryteria wyboru technologii FDM akurat do danego projektu, które obejmują m.in. odporność na temperaturę, precyzję oraz obciążenia mechaniczne. Dzięki zastosowaniu tej technologii firma osiągnęła znaczne oszczędności oraz zwiększyła elastyczność w projektowaniu narzędzi.
Pomyśleliśmy, że przyda ci się nasz poradnik
Porównujemy w nim drukarki, żeby ułatwić ci podjęcie decyzji
o wdrożeniu druku 3D dopasowanego do twojej firmy.
Z myślą o tym stworzyliśmy “Porównanie drukarek 3D. Uniwersalny przewodnik użytkownika”.
Nasz przewodnik pomoże ci w procesie decyzyjnym. To użyteczny materiał, który będziesz mógł przedstawić na zarządzie lub przed komitetem zakupowym. Pomaga ocenić technologie i drukarki 3D pod względem szeregu przydatnych kryteriów.
Co znajdę w poradniku?
- Opisy cech charakterystycznych technologii druku 3D.
- Porównanie drukarek 3D różnych producentów według segmentów rynku.
- Porównanie technologii druku 3D.
- Case study zakupu drukarki 3D.
Wyniki
Nieosiągalne dotąd geometrie i produkcja on demand
Wdrożenie technologii FDM pozwoliło BMW na stworzenie szerokiego wachlarza narzędzi montażowych oraz części końcowych, które poprawiły wydajność i ergonomię pracy w zakładzie.
Kolejnym przykładem jest narzędzie do montażu emblematu na tylnej części pojazdu, które dzięki zastosowaniu technologii druku 3D idealnie dopasowano do wymagań procesu produkcyjnego. Lekkie i ergonomiczne narzędzia przyczyniły się do zwiększenia komfortu pracy operatorów, co szczególnie ważne przy powtarzalnych zadaniach wykonywanych setki razy w ciągu zmiany.
Inżynierowie BMW dostrzegają w technologii FDM nie tylko potencjał w redukcji kosztów, ale również w poprawie funkcjonalności narzędzi poprzez tworzenie organicznych kształtów dostosowanych do specyficznych potrzeb.
Narzędzia wykonane z ABS-M30 charakteryzują się wysoką trwałością i odpornością, co pozwala na ich długotrwałe użytkowanie w wymagających warunkach produkcyjnych. Redukcja wagi narzędzi o 72% miała znaczący wpływ na zdrowie i bezpieczeństwo pracowników, zmniejszając obciążenia fizyczne podczas pracy.
Dzięki drukarkom Stratasys firma może szybciej reagować na zmieniające się potrzeby produkcyjne. Inżynierowie z BMW AG podkreślają, że druk 3D w technologii FDM stanowi przyszłość w prototypowaniu oraz wytwarzaniu narzędzi dla przemysłu motoryzacyjnego.
Jak zaznacza Günter Schmid:
FDM jest coraz ważniejszą alternatywą dla tradycyjnych metod wytwarzania małoseryjnego.
Günter Schmid, inżynier w BMW AG
Przed zastosowaniem druku 3D niektóre geometrie narzędzi były niemożliwe do wykonania. Podobnie działo się z obrabianymi w CNC częściami końcowymi.
Druk 3D w automotive
Bardzo często w automotive druk 3D oznacza redukcję wagi, produkcję on demand i bardzo dobrą wytrzymałość mechaniczną czy odporność chemiczną elementów.
Prześlij formularz, nasz konsultant skontaktuje się z tobą w ciągu 15 minut
