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Technologie-Campus von BMW:In Oberschleißheim summt die Zukunft

BMW-Mitarbeiter Sebastian Christoph zeigt im neuen Additive Manufacturing Campus eine Platte mit gedruckten Bauteilen. Bis zu 238 verschiedene Teile können in nur einem 3D-Druckvorgang hergestellt werden.

(Foto: Robert Haas)

Bis ein Auto komplett aus dem 3D-Drucker kommt, ist es noch ein weiter Weg. Mit dem Technologie-Campus will BMW diesem Ziel ein Stück näher kommen: Gerade ist das 15 Millionen Euro teure Werk in Betrieb gegangen.

Von Christian Rost

Vom Auspuff bis zum Zylinderkopf besteht ein Auto aus rund 10 000 Teilen. Für die Produktion jeder einzelnen Komponente müssen zunächst Werkzeuge hergestellt werden, das kostet Zeit und Geld. Die 3D-Drucktechnologie macht Werkzeuge überflüssig und kürzt den Prozess von der Entwicklung bis zur Fertigung deutlich ab. BMW forscht bereits seit 30 Jahren an industriellen Druckverfahren und sieht sich in der Automobilbranche als "Pionier" auf diesem Sektor, sagt Produktionsvorstand Milan Nedeljković. Um die Entwicklung zur Serienreife zu bringen, hat das Unternehmen einen Technologie-Campus gegründet. Seit diesem Donnerstag ist in Oberschleißheim das 15 Millionen Euro teure 3D-Druck-Werk mit 60 Mitarbeitern in Betrieb.

Wie einst Microsoft-Gründer Bill Gates seine ersten Computer in einer Garage zusammenschraubte, so ist auch die Produktion von gedruckten Autoteilen bei BMW noch überschaubar. In einer 6800 Quadratmeter großen Halle sind in mehreren durch Glaswände abgetrennten Räumen 50 Metallschränke aufgebaut, in denen es leise vor sich hin summt. Das Geräusch ist gewissermaßen der Sound der Zukunft im Automobilbau. Industriedrucker bringen Schicht für Schicht ein Metall-, Kunststoffpulver oder flüssiges Harz auf eine Platte auf, aus der langsam Gebilde wachsen. Mit einem Laser, Infrarotlicht oder UV-Licht werden die Materialen in dünnen Schichten verschmolzen.

So entstehen in einem stundenlangen Prozess eine Halterung für den Motorblock eines Motorrades, ein Befestigungselement für eine Verdeckabdeckung oder - speziell für Oldtimer - normalerweise nicht mehr erhältliche Ersatzteile wie eine profane Fensterkurbel. Etwa eine Million Teile sind auf diese Weise in den vergangenen zehn Jahren bei BMW gedruckt worden. Dass es im vorigen Jahr allein 300 000 Teile waren, zeigt, wie rasant sich der 3D-Druck entwickelt. Um langfristig eine Serienproduktion mit womöglich Millionen von Teilen zu ermöglichen, wird nun in Oberschleißheim weiter geforscht.

Begonnen hat das 3D-Projekt als Abteilung des Forschungs- und Innovationszentrums bei BMW und in Kooperation mit Drucktechnikspezialisten der Fraunhofergesellschaft sowie der Technischen Universität München. Mittlerweile sind auch mehrere Start-ups der Branche beteiligt, die sich auf den industriellen Druck spezialisiert haben. Der Autobauer suchte dafür Neueinsteiger - im Silicon Valley in den USA, aber auch in Deutschland - und hat sich an mehreren Start-ups beteiligt. Alle zusammen treiben nun die Entwicklung des Fertigungsverfahrens voran.

Die Experten in Oberschleißheim nutzen gezielt die Stärken ihrer Technologie

Der Durchbruch bei der Qualität der gedruckten Teile ist längst erreicht. Sie sind teils deutlich leichter und stabiler als konventionell gefertigte Komponenten. Die Kosten und die Zeit sind nun die weiteren Herausforderungen. Allein die 3D-Druckmaschinen verschlingen in der Anschaffung ein Vermögen - genaue Zahlen will BMW dazu nicht nennen. Und der Druck eines komplizierten Bauteils dauert schon mal 30 Stunden. Es ist bislang auch nicht so, dass Teile in beliebiger Größe wie eine ganze Karosserie in Serienreife und zu einem vernünftigen Preis auf diese Weise hergestellt werden können. Auf maximal 42 mal 42 mal 40 Zentimeter ist die Größe der Bauteile momentan begrenzt.

Bis tonnenweise Metallpulver oder Kunststoffgemische zu ganzen Auto verbacken werden, wird noch einige Zeit ins Land gehen. Deshalb nutzen die Experten in Oberschleißheim gezielt die Stärken ihrer Technologie. Hinsichtlich der Flexibilität ist sie unschlagbar. Wenn Ingenieure den Prototyp eines neu konstruierten Bauteils benötigen, werden dessen Daten aus der Entwicklungsabteilung direkt in die 3D-Drucker geschickt und verarbeitet. Entspricht das Bauteil bei Tests nicht den Anforderungen, kann rasch ein modifiziertes neues gedruckt werden.

Auch die Fahrzeugdesigner bei BMW nutzen die unkomplizierte Produktionsmethode, um ihre Entwürfe zu realisieren. Und in geringem Ausmaß kommen tatsächlich schon Teile aus dem 3D-Drucker bei der Autoproduktion zum Einsatz. Kunden könne sich etwa für ihren neuen Mini einen Blinker bestellen, der auf einem Kunststoffelement ihren Namen als Schriftzug enthält. Die Anfertigung des Unikats kostet 150 Euro Aufpreis. Auch Werkzeuge für die eigenen Produktionsanlagen fertigt BMW mittlerweile per 3D-Druck.

Das neue Werk bündelt die 3D-Kompetenz im Unternehmen und schult im Umgang damit Mitarbeiter von anderen Standorten weltweit. An 50 Produktionsstätten sind bereits Kunststoff-, Harz- und Metalldrucker für die Teilefertigung installiert. "Wir arbeiten intensiv daran, die additive Fertigung auszureifen", sagt Jens Ertel, Leiter des Campus. Das Ziel sei, den 3D-Druck im gesamten Produktionszyklus anzuwenden, von der Idee bis zum Einsatz im klassischen Fahrzeug.

© SZ vom 26.06.2020/vewo
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