Wie BMW den 3D-Druck auf 1,6 Millionen Prototypen und Serienbauteile skalierte

BMW nutzt den 3D-Druck längst nicht mehr nur für Prototypen; das Unternehmen bereitet sich darauf vor, die Zukunft der Automobilindustrie im großen Maßstab zu drucken. Bis 2027 will der Automobilkonzern eine „nächste industrielle Stufe“ erreichen und sich von spezialisierten Einzelteilen hin zu einem vollständig automatisierten Produktionsökosystem mit offenen Materialien entwickeln. Von seinem Hightech-Campus nahe Munich aus zeigt BMW, dass additive Fertigung der Schlüssel zu schnellerer und flexiblerer Fahrzeugproduktion ist – und dass die Tage traditioneller Werkzeugtechnik gezählt sein könnten.

Das Unternehmen erklärt, dass sein Additive Manufacturing Campus (AMC) am Stadtrand von Munich eine zentrale Rolle dabei spielen wird, die Technologie auf das zu bringen, was BMW als „nächste industrielle Stufe“ bezeichnet.

Die Strategie spiegelt die fortlaufende Veränderung der Rolle des 3D-Drucks wider: von einer Prototyping-Technologie hin zu einer vollständig integrierten Produktionstechnologie, die sowohl High-Mix-Fertigung als auch die zukünftige großskalige Produktion von Automobilteilen unterstützen kann.

Timo Göbel, Leiter des Additive Manufacturing Campus von BMW, sagt, dass er während seiner Zeit bei Rolls-Royce gelernt habe, wie leistungsfähig additive Fertigungsverfahren sein können, wenn sie richtig eingesetzt werden. „Diese Erfahrung prägt meine Perspektive bis heute. Schon damals habe ich mich stark für diese Technologie eingesetzt und freue mich nun sehr darauf, die nächsten Entwicklungsstufen der BMW Group mitzugestalten.“

Automatisierung und offene Materialsysteme

Eine zentrale Säule der Skalierungsstrategie von BMW ist der Einsatz automatisierter, digital vernetzter Prozessketten in Kombination mit offenen Materialsystemen und offenen Schnittstellen. Dieser Ansatz soll die additive Fertigung nahtloser in bestehende Automobil-Produktionslinien integrieren, so das Unternehmen.

Ein wachsendes Technologieportfolio umfasst neue Anlagen mit größeren Bauvolumen und verbesserter Automatisierung. Im Polymerbereich priorisiert das Unternehmen Systeme, die bereits für die Serienproduktion geeignet sind. Wenn der Markt keine passenden Anlagen bietet, entwickelt BMW maßgeschneiderte Lösungen, um die Leistungsstandards seiner Werke zu erfüllen.

„Da wir ein starkes Wachstum und breitere Anwendungsfelder über alle Phasen des Produktlebenszyklus hinweg beobachten, setzen wir unsere Investitionsstrategie in diese Schlüsseltechnologie konsequent fort“, erklärt Timo Göbel.

In der metallischen additiven Fertigung hat das Unternehmen bereits zentrale Teilprozesse aus dem Projekt Industrialization and Digitalization of Additive Manufacturing (IDAM) in die Infrastruktur seines Campus integriert. Der nächste Schritt ist eine neue Generation von Metall-3D-Druckern.

Die jüngste Phase der AM-Expansionsstrategie von BMW konzentriert sich auf eine noch tiefere Integration der additiven Fertigung über alle Phasen des Fahrzeuglebenszyklus hinweg, bei gleichzeitig starkem Fokus auf Qualität und Prozesszuverlässigkeit.

BMW erwartet, dass additive Fertigung künftig eine immer größere Rolle in der Serienproduktion spielen wird, insbesondere bei Komponenten mit technischen oder wirtschaftlichen Vorteilen sowie bei personalisierten oder limitierten Bauteilen für Kunden.

„Durch die Skalierung werden wir größere Komponenten mit deutlich verbesserten Eigenschaften über den gesamten Produktentwicklungsprozess hinweg herstellen können – und das bei erheblich kürzeren Durchlaufzeiten“, sagt Göbel. „Für viele Anwendungen werden wir keine Werkzeuge mehr benötigen, was Flexibilität und Geschwindigkeit erheblich steigert.“

Von Prototypen zur Serienproduktion

Die Geschichte von BMW in der additiven Fertigung reicht über drei Jahrzehnte zurück.

Wichtige Meilensteine umfassen:

• 1990 – 1991: Das Rapid Technologies Center des Unternehmens fertigte seine ersten Prototypenteile mit AM-Geräten.
• 2012: Polymerhalterungen gingen in Serie im Rolls-Royce Phantom.
• 2017: AM-Komponenten aus Metall wurden in der Serienproduktion des BMW i8 Roadster eingesetzt.
• 2017: MINI Yours Customized ermöglichte Kunden, personalisierte gedruckte Teile zu entwerfen und zu bestellen.
• 2020: Der Additive Manufacturing Campus konsolidierte Forschung, Produktion und Qualifizierungsaktivitäten.
• 2022: Die IDAM-Initiative etablierte vollständig automatisierte, digital vernetzte Produktionslinien für Metall-AM.
• 2024: Der Campus begann mit der Entwicklung von Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) für große Strukturkomponenten.

BMW gibt an, dass WAAM ab 2027 in die Serienproduktion gehen soll, wodurch große Strukturbauteile additiv für Automobilanwendungen hergestellt werden könnten.

Mit zunehmender Automatisierung und einem offenen Materialansatz strebt BMW an, das Spektrum druckbarer Komponenten zu erweitern und die additive Fertigung tiefer in die industrielle Fahrzeugproduktion zu integrieren.