Landshut. Für das BMW Group Werk Landshut sind so genannte additive Fertigungsverfahren – besser bekannt unter dem Schlagwort „3D-Druck“ – eine zukunftsweisende Produktionsmethode. Vorteile sind die schnelle Verfügbarkeit von Komponenten aus dem 3D-Drucker, eine hohe Flexibilität beim Gestalten von Geometrien sowie das Fertigen ohne aufwendige, kostenintensive Werkzeuge. „Im Zuge der Digitalisierung gewinnen additive Fertigungsverfahren zunehmend an Bedeutung. 3D-Druck ist hoch wirtschaftlich und hilft uns, Produktions- und Entwicklungszeiten zu verkürzen – bei gleichzeitig hoher Qualität der Bauteile und konturtreuer Formgebung“, erläutert Karl-Heinz Stump, Leiter des Landshuter Leichtbau- und Technologiezentrums (LuTZ). 3D-Drucktechnologien eignen sich vor allem für komplexe Formen und Strukturen, deren Herstellung mit konventionellen Werkzeugen bisher nicht möglich war. „3D-Druck bietet uns eine hohe Gestaltungsfreiheit hinsichtlich Design und Funktion von Bauteilen“, so Stump. Ein weiterer Vorzug: Auch kurzfristige Änderungen sind leicht möglich.
Verschiedenste Einsatzzwecke – von Bauteilen für Wasserstofftankversuche bis hin zu großflächigen Greifern für Roboter
Die Landshuter Spezialisten nutzen additive Fertigungsverfahren für verschiedenste Einsatzwecke: Im Leichtmetall-Technologiezentrum etwa werden seit vielen Jahren für Prototypen-Gussteile die formgebenden Sandkerne dreidimensional gedruckt. Des Weiteren werden im Werk Landshut beispielsweise metallische Karosserie-Komponenten im selektiven Laserstrahlschmelzverfahren hergestellt. Ein weiterer Einsatzzweck für 3D-Druck sind so genannte Flechtkerne für CFK (Carbonfaserverstärkte Kunststoffe)-Hohlbauteile. Sie kommen bei Wasserstofftankversuchen zum Einsatz.
Erstmals auch Fertigung eines großflächigen Roboter-Greifers im 3D-Druck
Außerdem ist im Landshuter Leichtbau- und Technologiezentrum der BMW Group kürzlich erstmals ein besonders großflächiges Bauteil im 3D-Druckverfahren entstanden: ein rund 120 Kilogramm schwerer Greifer für einen Roboter. Dieser wurde in einer Druckzeit von nur rund 22 Stunden hergestellt. Einsatzort für den Greifer ist eine Presse in der CFK -Fertigung des Werks: Mit dem Greifer wird zunächst die Presse mit Material bestückt. Später entnimmt der Greifer dann die fertig produzierten CFK-Dächer. Im Vergleich zu herkömmlichen Greifern ist das im 3D-Druck hergestellte Bauteil wesentlich leichter. Außerdem erhöht sich die Nutzungsdauer der Roboter; Verschleiß und Wartungsintervalle der Anlagen werden reduziert – und das wiederum wirkt sich positiv auf die Bauteil-Ausbringung aus. Für die Fertigung des Greifers kamen wiederverwertete CFK-Fasern aus einem Recyling-Kreislauf zum Einsatz, so genannte Sekundärrohstoffe. Im Vergleich zum Einsatz von Primärrohstoffen ließ so der CO2-Ausstoss bei der Herstellung des Greifers um rund vier Fünftel verringern.
Weitere Einsatzzwecke sind bereits angedacht. „Es ist schön zu sehen, dass unsere Arbeit der letzten Jahre Früchte trägt“, sagt 3D-Druckspezialist Martin Högl. „In additiven Fertigungsverfahren steckt noch jede Menge Potenzial, das es auszuschöpfen gilt.“ Die hauseigene Labortechnik unterstützt dabei, die 3D-gedruckten Bauteile im Rahmen von Belastungstests auf Herz und Nieren zu prüfen.
3D-Druck bereits seit 2010 bei der BMW Group im Einsatz
Die BMW Group hat in den vergangenen knapp 30 Jahren eine umfassende Kompetenz zu additiven Fertigungsverfahren aufgebaut. Bereits 1991 kamen im Unternehmen erste Prototypenteile aus dem 3D-Drucker zum Einsatz. Seit 2010 setzt das Unternehmen kunststoff- und metallbasierte Verfahren ein. Heute erstreckt sich das Einsatzgebiet von Prototypenteilen über Produktionshilfsmittel bis hin zu länderspezifischen Teilen für Kunden. Seit Juni 2020 bündelt die BMW Group im Additive Manufacturing Campus in Oberschleißheim die Technologiekompetenz für additive Fertigungsverfahren und qualifiziert Mitarbeiter weltweit für den Einsatz der Verfahren. Aktuell arbeiten dort bis zu 80 Mitarbeiter und etwa 50 industrielle Metall- und Kunststoffanlagen sind bereits in Betrieb. Zusätzlich sind mehr als 50 Anlagen an weiteren Produktionsstandorten weltweit im Einsatz.
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Im Landshuter Leichtbau- und Technologiezentrum der BMW Group ist erstmals ein besonders großflächiges Bauteil im 3D-Druckverfahren entstanden: ein rund 120 Kilogramm schwerer Greifer für einen Roboter. Dieser wurde in einer Druckzeit von nur rund 22 Stunden hergestellt.
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„Es ist schön zu sehen, dass unsere Arbeit der letzten Jahre Früchte trägt“, sagt 3D-Druckspezialist Martin Högl (rechts im Bild). „In additiven Fertigungsverfahren steckt noch jede Menge Potenzial, das es auszuschöpfen gilt.“
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Für einen BMW Group internen Videoclip haben die Landshuter 3D-Druckspezialisten kürzlich – passend zur Weihnachtszeit – sogar einen Weihnachtsbaum aus Thermoplast im 3D-Druck hergestellt – und festlich geschmückt.
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