Beim Wire Arc Additive Manufacturing wird als Ausgangsmaterial ein Draht („Wire“), etwa aus Aluminium, durch einen Lichtbogen („Arc“) zum Schmelzen gebracht. Ein Roboter legt dann viele dieser Schweißnähte präzise aufeinander. So können auch hohle Strukturen mit einem optimalen Verhältnis zwischen Steifigkeit und Gewicht gefertigt werden. Dadurch können die Komponenten leichter und steifer ausfallen als etwa vergleichbare Druckgussbauteile.
Durch die große Breite und Höhe der einzelnen Schweißnähte können Bauteile durch WAAM besonders schnell hergestellt werden. Im Unterschied zu dem in der BMW Group bereits in der Prototypen- und Kleinserienfertigung verwendeten Laserstrahlschmelzen eignet sich WAAM besonders für größere Komponenten. Die typischen Wandstärken passen gut zu Komponenten in den Bereichen Karosserie, Antrieb und Fahrwerk. Aber auch Werkzeuge und Vorrichtungen lassen sich in diesem Verfahren herstellen, das auch in der Luftfahrt-Industrie eingesetzt wird.
Die BMW Group erprobt dieses Verfahren am Additive Manufacturing Campus in Oberschleißheim. Seit 2021 wird dort eine WAAM-Zelle für die Fertigung von Erprobungsbauteilen genutzt. Eine dieser Beispielanwendungen ist eine Federbeinstütze, die in ausgiebigen Testläufen auf dem Prüfstand mit dem Serienbauteil aus Aluminium-Druckguss verglichen wird.
„Bereits in dieser frühen Phase der Technologiebefähigung steht fest, dass das WAAM-Verfahren zu geringeren Emissionen im Produktionsprozess führen kann“, sagt Jens Ertel, Leiter BMW Additive Manufacturing. „Die Bauteile können durch ihr geringeres Gewicht, ihre günstige Materialeinsatzquote und die Möglichkeit, Grünstrom 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.
„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“, sagt Karol Virsik, Leiter BMW Group Forschung Fahrzeug. „Der Einsatz von Generative Design Methoden ermöglicht uns, die Gestaltungsfreiheit und damit auch das Potential der Technologie vollständig zu nutzen.“ (fr)
