宝马i8 Roadster金属3D打印车顶支架首次应用于量产

德国汽车制造商宝马集团凭借其2018年BMW i8 Roadster金属3D打印敞篷车顶支架赢得了2018年Altair Enlighten奖。这一创新组件标志着金属3D打印部件首次应用于批量生产车辆。Altair Enlighten奖旨在表彰每年减轻车辆重量的最大成就。该奖项为被提名者提供了在国际上被公认为减少车辆重量和达到排放目标的拳应用。六位Altair Enlighten奖得主是从57名决赛选手中脱颖而出 ，这几乎是去年比赛总数的两倍。

宝马集团一直是汽车行业采用增材制造技术的先驱。该公司正在使用该技术在设计过程的各个阶段快速开发先进的原型，以及投资3D打印研究，甚至使用3D打印进行最终阶段的批量生产。采用该技术开发的最新原型车是2018年BMW i8 Roadster的车顶支架。

宝马集团在模块类别中排名第16位，其中第一款3D打印金属部件用于生产系列车辆，2018年宝马i8敞篷跑车的重量减轻了44％。采用选择性激光熔化（SLM）技术生产而无需任何支撑结构，这也是拓扑优化设计首次将近1：1转换为系列生产车辆，以实现重量减轻和十倍刚度增加的案例。“当评委看到这一部分，我们说，'这是制造业的冰山一角'，”Altair全球汽车和工业高级副总裁兼行业奖评委团队之一Richard Yen说。 。

BMW的金属增材制造主管Maximilian Meixlsperger在实施SLS3D打印技术之前花了十年时间修改了车顶支架的设计。为了保持软顶机构的美观和紧凑，宝马决定扩大规模，生产拓扑优化的几何支撑部件，并在制造过程中获得创新。金属3D打印支架将敞篷车顶盖连接到弹簧铰链上，使车顶折叠展开，无需额外的降噪措施，如橡胶减震器或更强（更重）的弹簧和驱动装置。该部件需要提升，推动和拉动屋顶的重量，需要复杂的雕塑结构，这是不可能铸造的。

宝马的设计师和工程师使用拓扑优化软件来输入规格，例如他们需要移动的负载重量和他们拥有的空间，并且软件生成了“负载路径”，这种设计可以分配负载以最大限度地减少所需的材料在这部分。“宝马所做的就是在没有支持的情况下完成这项工作，现在，他们可以一次性批量打印超过600个这样的支架。”该组件的硬度也比最初计划的硬度高10倍，但不够硬，使用PA6GF30注塑成型。与镁压铸替代方案相比，3D打印支架还具有成本优势。

结果不言而喻：新款i8 Roadster的软顶垂直折叠成Z形几何形状，当存放在驾驶员后面的“车顶箱”时，有效地留下92升的货物空间。这是在中置发动机跑车后面的88升引导空间之上。

“我们很荣幸今年获得Altair Enlighten奖，并感谢评委们认可了参与i8工作的团队的努力，”宝马集团增材制造金属负责人Maximilian Meixlsperger表示。 “很明显，与优化技术的强大功能相结合，增材制造对车辆设计人员来说具有巨大的轻量级潜力。将3D打印部件放到大规模生产的车辆上直到最近才闻所未闻，但凭借这一成功，我们有机会将该工艺作为我们标准设计和制造方法的一部分。“