3D-Druck, News, zAufi

BMW setzt verstärkt auf Roboter-Greifer aus dem 3D-Drucker

Roboter-Greifer aus dem 3D-Drucker im BMW-Werk München. Foto: BMW

Roboter-Greifer aus dem 3D-Drucker im BMW-Werk München. Foto: BMW

Autokonzern stellt pro Jahr bereits über 400.000 Teile additiv her

München/Dresden, 12. Juni 2024. Setzte die Industrie den 3D-Druck anfangs meist nur im Prototypen-Bau ein, so verwenden Autokonzerne inzwischen diese „additive Fertigung-Anlagen“ (englisch: „Additive Manufacturing“) immer öfter auch für den Werkzeugbau, kleine Serien und Sonderanfertigungen. Eine wachsende Rolle spielt konkret im Falle von BMW dabei der Roboterbau: Der bayrische Automobilbauer verwendet 3D-Drucker zum Beispiel häufig, um besonders schnell und sparsam neue Greifer für seine Roboter herzustellen – statt sie bei einem Sondermaschinen- oder Roboterbauer in Auftrag zu geben. Das geht aus einer BMW-Mitteilung hervor.

Weltweites Produktions-Netzwerk setzt auf 3D-Druck

Demnach hat BMW allein im Jahr 2023 über 300.000 Bauteile und Werkzeuge gedruckt, statt sie per Fräse, Drehmaschine, Spritzgießmaschine oder andere klassische Verfahren anzufertigen. „Dazu kamen in allen Werken des weltweiten Produktionsnetzwerks, von Spartanburg über die deutschen bis zu den asiatischen Standorten, in den letzten Jahren weit mehr als 100.000 gedruckte Teile hinzu“, heißt es aus München.

Schnelle Eigenproduktion möglich

„Der vermehrte Einsatz von .Additive Manufacturing’ bringt zahlreiche Vorteile“, betont Jens Ertel, der den BMW-Campus für additive Fertigung leitet. „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.“

3D-Druck mit Sand für Metallguss

Neben dem direkten „Additive Manufacturing“ nutze BMW im Werk Landshut seit vielen Jahren auch den 3D-Druck mit Sand, um neue Guss-Formen herzustellen, ergänzt Klaus Sammer vom BMW-Leichtmetallguss. „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.“

3D-gedruckter Greifer für Dach-Presse

Auch die erwähnten Roboter-Greifer spielen im BMW-Werk Landshut eine wichtige Rolle: So nutze das dortige Leichtbau- und Technologiezentrum einen besonders großflächigen Greifer aus dem 3D-Drucker, informiert BMW. Der rund 120 Kilogramm leichte Greifer für einen Roboter lasse sich in einer Druckzeit von lediglich 22 Stunden herstellen und komme dann an einer Presse in der Fertigung von allen Dächern aus Kohlefaser-Verbundmaterialien (CFK) zum Einsatz. Dabei bestückt ein Roboter zunächst die Presse mit den CFK-Rohmaterial. Um das fertige Dach herauszuholen, dreht sich der Greifer um 180 Grad. „Im Vergleich zu herkömmlichen Greifern war die im 3D-Druck hergestellte Version rund 20 Prozent leichter, wodurch sich die Nutzungsdauer der Roboter verlängert sowie Verschleiß und Wartungsintervalle der Anlagen reduzierten“, so die BMW-Experten. „Die kombinierte Verwendung für zwei Arbeitsschritte reduzierte zudem die Taktzeit.“

Vorbild Natur

Inzwischen experimentieren die Ingenieure auch mit bionischen Roboter-Greifern, die dem Vorbild der Natur stärker nachempfunden sind. So nutze das BMW-Werk München seit neustem werden im Stammwerk erste Exemplare eines bionischen Roboter-Greifers, der die komplette Bodengruppe eines BMW i4 fassen und bewegen kann. Für den Greifer der Bodengruppe entstehe per 3D-Druck eine Sandgussform, die mit flüssigem Aluminium gefüllt wird. Die damit erreichte Leichtbauweise werde mittelfristig kleinere und leichtere Schwerlastroboter ermöglichen, die weniger Energie benötigen und damit die CO2-Emissionen senken.

Auch Luft- und Raumfahrt setzt additive Fertigung verstärkt ein

Auch in der Luft- und Raumfahrt spielt 3D-Druck eine wachsende Rolle – sei es nun für spezielle Raketenantriebe mit besonderen Materialien, Beschleuniger oder für die einfache Nach-Produktion von Flugzeug-Ersatzteilen. In Dresden beschäftigen sich ein ganzes Fraunhofer-Zentrum und mehrere Institute mit der additiven Fertigung – insbesondere aus Titan, Kupfer, Keramiken und anderen anspruchvollen Werkstoffen.

Autor: Oiger

Quellen: BMW, Wikipedia, Oiger-Archiv

Repro: Oiger, Original: Madeleine Arndt