BMW Group setzt im Produktionssystem vermehrt auf individuelle Roboter-Greifer aus dem 3D-Drucker
Mit mehr als 30 Jahren Erfahrung ist die BMW Group ein Vorreiter im Bereich des Additive Manufacturing. Nachdem bereits seit 1991 einzelne Fahrzeugteile und Komponenten zunächst für Konzeptfahrzeuge, Prototypen und Rennfahrzeuge sowie später auch für Serienmodelle aus 3D-Druckern kommen, fertigt die BMW Group selbst in verschiedenen 3D-Druckverfahren auch zahlreiche Arbeitshilfsmittel und Werkzeuge für das eigene Produktionssystem.
Der Einsatz von 3D-Drucktechnologien ermöglicht es der BMW Group, schnell und kosteneffizient auf spezifische Bedürfnisse zu reagieren. Ein spezielles Augenmerk liegt auf der Herstellung von großformatigen Roboter-Greifern für CFK-Dächer, die mittels Large Scale Printing (LSP) und selektiver Laser Sinterung (SLS) produziert werden. Diese Techniken ermöglichen die Herstellung leichterer und dennoch stabiler Bauteile, was die Lebensdauer der Roboter verlängert und den Energieverbrauch reduziert.
„Der vermehrte Einsatz von Additive Manufacturing im BMW Group Produktionssystem bringt zahlreiche Vorteile. Wir sind damit zum Beispiel in der Lage, schnell, kostengünstig und flexibel selbst Produktionshilfsmittel und Handling-Greifer zu produzieren, die wir jederzeit individuell an die Bedürfnisse anpassen und dazu gewichtsoptimiert gestalten können. Weniger Gewicht ermöglicht höhere Geschwindigkeiten am Band, verkürzte Taktzeiten und reduzierte Kosten. Außerdem können mittelfristig kleinere Roboter eingesetzt werden, was ebenfalls CO2‑Emissionen und Kosten verringert“, sagt Jens Ertel, Leiter des Additive Manufacturing Campus.
Weiterhin nutzt die BMW Group 3D-Druck für die Produktion von Gussformen im Sandgussverfahren, insbesondere für Aluminium-Zylinderköpfe, die im Werk Landshut gefertigt werden.
„Neben den direkten Additive Manufacturing Verfahren nutzt die BMW Group am Standort Landshut seit vielen Jahren den 3D-Druck mit Sand zur Erstellung von Guss-Formen. Genutzt wird diese Technologie klassischerweise zur Herstellung von Guss-Prototypen sowie auch im Großserieneinsatz für Hochleistungsmotor-Komponenten. Als weiteres hochattraktives Einsatzfeld zeigt sich nun die Anwendung für großformatige Produktionshilfsmittel“, sagt Klaus Sammer, Leiter Produkt- und Prozessplanung Leichtmetallguss.
Die jüngste Innovation ist der Einsatz eines bionischen Roboter-Greifers, der speziell für die Fertigung von CFK-Dächern für den BMW M3 entwickelt wurde. Durch die Kombination von LSP und SLS konnte das Gewicht des Greifers im Vergleich zu herkömmlichen Modellen um 25 Prozent reduziert werden, wodurch der Einsatz von drei auf einen Roboter reduziert werden konnte.
„Durch den Einsatz einer optimierten Tragstruktur aus dem 3D-Druck konnten wir beim Handling von Türelementen im Werk Regensburg die Steifigkeit des Greifers erhöhen und dabei gleichzeitig das Gewicht reduzieren. In Folgeprojekten können dadurch Roboter mit geringer Traglast zum Einsatz gebracht werden, was zur Kostenreduzierung beiträgt,“ erklärt Florian Riebel, Leiter der Türen- und Klappenproduktion in Regensburg.
Die stetige Weiterentwicklung im Bereich des 3D-Drucks wird von fortschrittlichen Softwarelösungen unterstützt, die eine schnelle und effiziente Optimierung der Bauteile ermöglichen.
Markus Lehmann, Leiter Anlagentechnik und Robotik im BMW Group Werk München ordnet ein: „Im Werk München bauen wir den Einsatz von additiv gefertigten Produktionshilfsmitteln kontinuierlich weiter aus. Im Bereich der Greifer- und Handlingssysteme nutzen wir den 3D-Druck, um unsere etablierten Greifer mit individuellen, gedruckten Anbauelemente auszustatten und ersetzten bereits komplette Greifersysteme durch hochintegrierte und gewichtsoptimierte Tragstrukturen. Beim Handling der kompletten BMW i4 Bodengruppe konnten wir so das Gewicht um 30 Prozent, für den kompletten Greifer um über 50 kg, verringern und entsprechend die Lebensdauer unserer Anlagen verlängern.“
Die BMW Group zeigt eindrucksvoll, wie durch gezielten Einsatz von 3D-Drucktechnologien nicht nur die Produktionskosten gesenkt, sondern auch die Umweltbelastung minimiert werden kann, indem Materialverschwendung reduziert und der Energieverbrauch optimiert wird.