Umelá inteligencia v BMW Group

Začlenenie aditívnej výroby môže mať pozitívny efekt napríklad pri vývoji a vo výrobe vozidiel. Spoločnosť BMW Group naplno ťaží z výhod tejto technológie, ktorá ponúka rýchlu dostupnosť komponentov, ich flexibilnú konštrukciu a možnosť výroby súčiastok bez náročného náradia. Daniel Schäfer, senior viceprezident pre integráciu výroby a pilotný závod v BMW Group hovorí: „Procesy ako aditívna výroba nám pomáhajú zrýchliť vývojové cykly a dostať naše vozidlá skôr do stavu pripravenosti pre sériovú výrobu. Možnosť 3D tlače zároveň skracuje čas potrebný na výrobu komponentov, pričom výrobky spĺňajú náročné požiadavky na kvalitu.“

Spoločnosť BMW Group používa od polovice roka 2020 aditívnu výrobu kovových a polymérových súčiastok pre Rolls-Royce Motor Cars. Vznikajú vo viacerých bodoch výrobného procesu a na viacerých miestach v rámci celosvetovej výrobnej siete. Tieto komponenty sa využívajú na karosérii vozidla a v priestore pre pasažierov, pričom sa vyznačujú vysokou funkčnosťou a pevnosťou. Proces ich výroby vznikol a pripravoval sa na aplikáciu v automobilovej výrobe pre spoločnosť BMW Group vo vlastnom stredisku automobilky na aditívnu výrobu Additive Manufacturing Campus (AMC), kde sa vyrábajú polymérové súčiastky pomocou viacdýzovej fúzie a selektívneho laserového spekania.

V závode BMW Group Landshut sa kovové súčiastky vyrábajú pomocou tavenia laserom. Vo výrobe sa kovové komponenty vyrobené pomocou 3D tlače pridávajú na karosérie vozidiel s využitím takmer plne automatizovaného procesu. Polymérové komponenty z AMC a kovové podložky pod obkladové lišty sa následne montujú do vozidiel.

Fáza, v ktorej možno pri výrobe súčiastok využívať aditívnu výrobu, sa zisťuje už v skorých štádiách vývoja automobilov. Konštruktéri aj experti preskúmali stovky komponentov, pričom sa zameriavali na ekonomické výhody novej technológie či na to, aké hmotnostné a tvarové výhody prináša v porovnaní s konvenčne vyrábanými súčiastkami. Komponenty pre 3D tlač sa vyberali na základe viacerých kritérií a požiadaviek, ktoré sa následne preložili do strojového jazyka. V tejto oblasti zase priložili ruku k dielu dátoví vedci. Vďaka tomu sa spustil nový systém umelej inteligencie, ktorý v rámci spoločnosti BMW Group pomáha rýchlejšie a skôr identifikovať, ktoré komponenty by sa potenciálne mohli vyrábať pomocou 3D tlače.

Súčiastky, ktoré by sa predtým v podstate nedali vyrobiť, vznikajú pomocou generatívnej konštrukcie, ktorá na rýchly vývoj komponentov využíva počítačové algoritmy. Experti a počítače tak spolu vytvárajú súčiastky, ktoré dokážu najlepšie využiť materiály vo výrobe. Viacero spôsobov využitia je možných iba na základe technológie generatívnej konštrukcie a 3D tlače, ktoré sú vhodné na vytváranie náročných tvarov a štruktúr. Takých, aké konvenčnými postupmi a nástrojmi nebolo možné vyrobiť.

Pre spoločnosť BMW Group priniesla generatívna konštrukcia tvarovo optimalizované riešenia, pričom forma aj funkcia sa výrazne zlepšili. Komponenty sú približne o 50 % ľahšie ako porovnateľné konvenčné komponenty. Vďaka tomu dokážu najlepšie využiť dostupný priestor, ako je to napríklad v prípade vzpery veka batožinového priestoru.

3D tlačiareň na kov vo Volkswagene

Volkswagen, jedna z najväčších automobiliek na svete, začlenila kovovú 3D tlačiareň HP Metal Jet v roku 2018 do svojho dlhodobého konštrukčného a výrobného plánu. Výsledkom spolupráce HP a Volkswagenu je možnosť rýchlej objemovej výroby súčiastok na mieru, personalizovaných krúžkov na kľúče a štítkov s názvami modelových radov. Avšak spolupráca sa tu nekončí. Ich dlhoročný výrobný plán počíta s technológiou HP Metal Jet pri výrobe namáhanejších funkčných častí s náročnými konštrukčnými požiadavkami, ako sú hlavy riadiacich pák a úchyty spätných zrkadiel. So vstupom elektromobilov do veľkovýroby sa očakáva, že HP Metal Jet nájde ďalšie uplatnenie napríklad pri odľahčovaní kovových dielov s bezpečnostnou certifikáciou.

„Jeden automobil sa skladá zo šiestich až ôsmich tisícov dielov. Veľkou výhodou aditívnej technológie ako HP Metal Jet je, že rad z týchto dielov môžete vyrobiť bez toho, aby ste museli najprv postaviť výrobné nástroje. Skrátením cyklu vo výrobe môžeme spracovať veľmi rýchlo väčší objem dielov. Práve preto je nová platforma HP Metal Jet pre celý náš priemysel obrovským skokom vpred. Tešíme sa, až vďaka nej zdvihneme latku zase o kus vyššie a budeme môcť našim zákazníkom ponúknuť lepšie produkty a inovácie,“ povedal Martin Goede, šéf technologického plánovania a vývoja vo Volkswagene. „Naša vízia industrializácie aditívnej výroby sa s HP Metal Jet rýchlo stáva realitou a mení hru pre automobilový priemysel. Tempo inovácií spoločnosti HP a pokročilé možnosti technológie prekonali naše očakávania. Dosahujeme naše ciele a aktívne identifikujeme a vyvíjame funkčné komponenty pre výrobu,“ dodáva M. Goede.

Od úplnej výroby 3D automobilov sme ešte veľmi ďaleko, ale ich výrobcovia postupne stanovujú míľniky, ktoré prispievajú k dosiahnutiu tohto cieľa. Príklad BMW a Volkswagenu zjavne nie je jediný na trhu. Kto vie, kam sa posunieme o rok. Teraz sú to len malinké krôčiky, ktoré zlepšujú proces výroby.

Zdroje

[1] V spoločnosti BMW Group rastie podiel priemyselného využívania 3D tlače. BMW Group. [online]. Publikované: 10. 12. 2020. Citované: 10. 2. 2021.

[2] Carlota, V.: Volkswagen continues to produce 3D printed parts with HP Metal Jet. 3D natives. [online]. Publikované: 2. 12. 2019. Citované: 10. 2. 2021.