3D打印技術對于寶馬公司（BMW）來說意味著？

     3D打印技術自30多年前以“快速成型”名字出現起，汽車行業已成為其應用最早的領域之一。3D打印技術發展越來越成熟，已到達可直接打印最終產品的臨界點，汽車領域再次快速認識到3D打印技術的潛力。

     在汽車行業發展史上，寶馬集團很早就應用了3D打印系統。從最開始通過早期3D打印機生產手板樣件，到最近直接進行批量生產。實際上，其旗下的勞斯萊斯幻影上有10,000多個3D打印零件，體現出BMW公司上下對3D打印技術以及應用好它的信心。

    考慮到完全新型的3D打印技術（如Carbon3D和HP公司的新技術）的出現，BMW快速看到這些走在科技前沿、能生產出更好車輛的新系統的的潛力。制造業集團已成為Carbon公司M1 3D打印機和惠普公司多噴頭熔融（MJF：Multi Jet Fusion）打印機的早期客戶。

   為了更好理解寶馬集團內部是如何應用3D打印技術的，BMW集團增材制造中心負責人Jens Ertel透露了寶馬公司內部對3D打印技術的看法與經驗。

1、BMW的3D打印歷史

寶馬集團應用3D打印技術的歷史已超過25年，最開始用來生產車輛驗證與測試、概念車、展示車的預研發模型。

    Ertel詳細介紹了3D打印技術如何從打印手板樣件發展成為真正的增材制造技術：“對我們的產品系列，顯然3D打印不能僅僅只用于原型樣件的生產。隨后，我們自己對3D打印技術和材料進行了研究。基于研究結果，我們不斷打印出可能的零件，努力尋找合適的項目以及3D打印適合應用的地方。由于設備技術和材料的發展，我們有機會走的更遠”。

     BMW公司在很早就開始使用金屬3D打印。“在金屬3D打印領域，寶馬集團有超過十年的專業知識積累。”Ertel解釋道：“金屬3D打印主要用于樣車金屬部件功能性測試。”在批量化生產前，這項測試能為公司提供早期幫助。

    寶馬集團最早在2010年就可以批量3D打印零件。下圖的水泵葉輪是為德國房車賽（DTM）賽車加工的，Ertel稱至今已打印超過650件水泵葉輪了。“作為最終使用金屬產品，寶馬目前用3D打印方法為DTM賽車提供水泵葉輪。這個承受高壓力的高精度零部件由鋁合金材料構成，在以前的摩托車賽所處的嚴酷環境中已證明其價值，”Ertel說道：“無一例外，所有泵齒輪都完美工作。”

    然而，像寶馬這樣的制造商并不是因為嘗鮮才開始使用3D打印技術。這種技術有時候能提供完美的解決方案，尤其是對于其它工藝難以加工的幾何非常復雜零件，或者是某些生產規模很小的特殊車輛。Ertel以DTM水泵葉輪為例解釋道：“對于小批量生產，增材制造已被證明是完美加工方式。首先，它使得六葉軸流泵輪的設計優化成為可能，采用其他工藝要花費遠大于現在的代價。借助這種技術，DTM賽車零部件得到理想的氣動性能變為可能。其次，不再需要復雜的模具，這使得以需求為導向的生產更為高效。”

2、勞斯萊斯幻影和曜影

    在2012年，寶馬集團開始用3D打印技術為勞斯萊斯幻影制造零件，這比GE大肆宣揚的3D打印LEAP噴氣式發動機燃料噴嘴更早。根據Ertel的說法，這些零件包括報警燈塑料把手、中央鎖按鈕及電子剎車閥等。從那時起，寶馬公司開始為勞斯萊斯曜影3D打印光纖電纜安裝支架，并計劃在產品整個生命周期中安裝幾千個這種結構。

    3D打印這些結構的背后原因在于設計的復雜性。盡管可以通過傳統工藝來制造，寶馬相信3D打印能大大縮短加工時間，同時產品性能滿足應用標準。“這些零件非常復雜，而且材料能完全滿足需要，所以我們改用為增材制造加工工藝”，Ertel說道。

3、未來3D打印技術

    BMW集團很早就應用金屬3D打印技術，它也是Carbon和HP最早的客戶之一，寶馬相信用這兩種技術來加工最終零件可能非常必要。Ertel指出其原因在于這些技術具有速度快、成本低的特點。

   Carbon 3D的連續液面生長工藝（CLIP：Continuous Liquid Interface Production）能夠在幾分鐘內加工出零件。CLIP 3D打印利用數字光處理器把UV光透過玻璃投影到樹脂槽，這種特殊玻璃允許氧氣滲入。

     這個光學玻璃讓聚合物固化速度大大提升，使得加工各項同性能零件成為可能，這種情況下產品在X、Y、Z軸力學性能是一致的，而不像其他工藝Z軸性能很差。二次固化能讓這些產品更加結實。此外，同其他3D打印工藝相比，CLIP技術打印的物體更加接近注塑件。

    BMW已經開始用CLIP技術打印個性化側指示器，這些項目中寶馬邀請德國用戶為產品投票取名。獲勝的名字用CLIP技術打印出來，并應用在車輛的外面。

    與CLIP技術不同，惠普的MJF技術把粘結劑噴射和紅外線熔融結合起來加工物體。在一組紅外燈走過并粘結熔融介質前，每秒鐘打印頭會在粉末床上沉積30微米熔融物和細節墨水液滴，這提高了加工速度。在用來加工終端產品前，寶馬公司計劃先用這種技術生產樣件原型。

     Ertel相信CLIP和MJF技術都將提高生產速度，而不增加成本。Ertel解釋道：“與傳統的逐點3D打印方法相比，這些新型平面3D打印技術會讓加工速度更快、經濟成本更低。使用投影機或紅外光源來加工整個表面或者更大范圍。”