Ein Ziel erreicht! BMW senkt Emissionen durch Additive Fertigung

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Die BMW Group erprobt das „Wire Arc Additive Manufacturing“-Verfahren (WAAM) am „Additive Manufacturing Campus“ in Oberschleißheim, wie die Mesago mit Blick auf die Messe Formnext informiert.

Mit dem additiven Fertigungsverfahren WAAM stellt BMW metallische Fahrzeugkomponenten und Werkzeuge her. Und seit 2015 beschäftigen sich Mitarbeiter der BMW Group mit dem WAAM-Verfahren. Seit 2021 wird dort eine WAAM-Zelle für die Fertigung von Erprobungsbauteilen genutzt. Eine Beispiel ist eine Federbeinstütze, die in ausgiebigen Testläufen auf dem Prüfstand mit dem Serienbauteil aus Aluminiumdruckguss verglichen wird. Bereits in dieser frühen Phase der Entwicklung steht fest, dass das WAAM-Verfahren zu geringeren Emissionen im Produktionsprozess führen kann, wie die BMW-Spezialisten sagen. Die Bauteile könnten durch ihr geringeres Gewicht, ihr materialsparendes Konzept und durch die Möglichkeit, grünen Strom zu verwenden, effizienter produziert werden. Der nächste Entwicklungsschritt auf dem Weg zur Serienreife sind Erprobungen von Bauteilen im Fahrzeug. Diese werden bereits in absehbarer Zeit beginnen, heißt es.

WAAM-Bauteile sind ohne Nacharbeit funktionsfähig

Im Unterschied zu dem in der BMW Group bereits in der Prototypen- und Kleinserienfertigung verwendeten Laserstrahlschmelzen eignet sich WAAM besonders für größere Komponenten, wie man erfährt. Die typischen Wandstärken passen nämlich gut zu Komponenten in den Bereichen Karosseriebau, Antrieb und Fahrwerk. Aber auch Werkzeuge und Vorrichtungen ließen sich mit diesem Verfahren herstellen. Die Schweißnähte im WAAM-Verfahren sorgten zwar dafür, dass die Oberflächen der Bauteile nicht glatt, sondern leicht wellig ausfielen und in entscheidenden Bereichen fertig bearbeitet werden müssten. Doch die Ingenieure der BMW Group konnten beweisen, dass WAAM-Bauteile auch ohne Nachbehandlung der Oberfläche für hohe – auch zyklisch einwirkende – Belastungen brauchbar sind. Um die Haltbarkeit direkt aus der Fertigung heraus zu gewährleisten, sind optimierte Prozessparameter entscheidend. Die Kombination aus Schweißprozess und Roboterbahnplanung muss dabei optimal aufeinander abgestimmt werden.

Additives Fertigungsverfahren mit großer Zukunft

„Es ist beeindruckend zu sehen, wie sich die WAAM-Technologie aus der Forschung heraus zu einem flexiblen Werkzeug nicht nur für Versuchs-, sondern auch für Serienbauteile entwickelt hat“, so Karol Virsik, Leiter Forschung Fahrzeug bei der BMW Group. Der Einsatz von Generative Design Methoden ermögliche es etwa, die Gestaltungsfreiheit und damit auch das Potenzial des Verfahrens vollständig zu nutzen. Das sei vor wenigen Jahren noch undenkbar gewesen. Zunächst plant die BMW Group mit einer zentralen WAAM-Fertigung von Bauteilen in Oberschleißheim. Doch perspektivisch sind auch eine Produktion an anderen Standorten und der Einsatz dieser additiven Fertigungsmöglichkeit bei BMW-Zulieferern möglich. Denkbar wäre sogar, einzelne Bauteile mit diesem Verfahren direkt am Montageband zu produzieren und ohne neue Werkzeuge – allein durch Änderungen der Software – gleich noch verschiedene Teile zu fertigen. Auch ließe sich die Nachhaltigkeit durch vermehrten Einsatz von recycelten Metallen weiter steigern.

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