Teknologien som kalles «Wire arc additive manufacturing» er interessant for bilindustrien, og BMW melder at de første kjøretøytestene med deler som er produsert med denne teknikken starter opp neste år.
(WAAM) gir mange fordeler i forhold til andre former for 3D-printing. Det er spesielt hastighet, med avsetningshastigheter som er 15-20 ganger raskere enn pulverbedfusjon (PBF). Prosessen er også unntatt fra problemer med avformbarhet og, under de rette omstendighetene kan man finne det optimale forholdet mellom vekt og stivhet for hule konstruksjoner.
Alt dette betyr at WAAM er av stor interesse for bilindustrien, og der har BMW meldt seg på. Selskapet tester for tiden WAAM på sitt anlegg for additiv produksjon i Oberschleißheim i Tyskland. BMW har forsket på WAAM siden 2015, og etablerte en celle for produksjon av testkomponenter i 2021.
Et eksempel på en testdel er et opphengsstag, som normalt er laget med trykkstøping av aluminium.
– I dette tidlige stadiet er det allerede klart at WAAM-prosessen kan resultere i lavere utslipp i produksjonsprosessen, sa Jens Ertel, leder for BMW Additive Manufacturing, i en pressemelding.
– Den lavere vekten på komponentene, deres fordelaktige materialbruksforhold og muligheten til å bruke fornybar energi gjør at komponentene kan produseres mer effektivt.
Bredere sveisesømmer i WAAM-prosessen resulterer i krusede overflater og krever derfor etterbehandling på kritiske områder. BMWs ingeniører fant imidlertid også ut at WAAM-deler tåler høye belastninger, inkludert sykliske belastninger, uten noen etterbehandlingsoverflate. Dette avhenger selvfølgelig av optimaliserte prosessparametere, som krever nøye koordinering mellom sveiseprosessen og robotbaneplanleggingen.
BMWs løsning på den ekstra kompleksiteten som følger med å bruke WAAM er en annen ny teknologi: generativ design. Tverrfaglige team kommer opp med spesifikke designkrav som deretter mates til evolusjonære algoritmer som produserer nye komponentdesign.
Du kan lese mer om WAAM-teknikken her. (engelsk)
– Det er imponerende å se hvordan WAAM-teknologien har utviklet seg fra forskning til å bli et fleksibelt verktøy for ikke bare testkomponenter, men også serieproduksjonskomponenter, sa Karol Virsik, leder for BMW Group kjøretøyforskning.
– Bruk av generative designmetoder gjør oss i stand til å utnytte designfriheten og dermed teknologiens potensiale fullt ut. Det var utenkelig for bare noen få år siden.
Ulike additive produksjonsprosesser er ikke nødvendigvis i konkurranse med hverandre, snarere bør de sees på som komplementære. For eksempel vil laserstrålesmelting fortsatt være mer fordelaktig enn WAAM-prosessen når det gjelder det høyeste detaljoppløsningsnivået. Når det gjelder den mulige størrelsen på komponenten og avsetningshastigheten, er imidlertid fremstilling med WAAM overlegen.
BMW Group planlegger i utgangspunktet sentralisert WAAM-produksjon av komponenter i Oberschleißheim, i fremtiden er produksjon på andre lokasjoner og bruk av teknologien fra leverandører også mulig. Videre kan det til og med være tenkelig å produsere enkeltkomponenter direkte på samlebåndet ved hjelp av denne prosessen og å produsere forskjellige deler uten nye verktøy, ganske enkelt ved å endre programvaren. Bærekraften kan også forbedres ytterligere ved å øke bruken av resirkulerte metaller.
