Automobilindustrie transformiert Produktion

Investitionen in 3D-Druck, Robotik und KI

3D-Druck BoschDie 3D-Druck-Experten bei Bosch können mit der neuen Anlage eine Vielfalt an Metall-Bauteilen drucken – zum Beispiel das Gehäuse eines Lenkgetriebes.  Foto: Bosch

Mobility ist der größte Unternehmensbereich der Bosch-Gruppe – im abgelaufenen Geschäftsjahr 2024 trug die Sparte nach vorläufigen Zahlen mit 55,9 Milliarden Euro rund 62 Prozent zum Gesamtumsatz bei. Entgegen des vielfach thematisierten drohenden Bedeutungsverlustes der deutschen Automobilzulieferer hat Bosch Investitionen eingeleitet, die den Konzern auch in Zukunft als impulsgebenden Anbieter in der Mobilitätsindustrie positionieren sollen. Die Transformation und die Ausrichtung auf neue Formen der Mobilität vollziehen sich in rasanter Geschwindigkeit auf Produktionsebene. Schnelligkeit, Präzision, Flexibilität und Energieeffizienz: Für den Industrieriesen Bosch sind dies zentrale Faktoren in der Fertigung komplexer Metallteile, die das Unternehmen an interne wie externe Abnehmer liefert. Knapp sechs Millionen Euro hat Bosch in ein Metall-3D-Druckzentrum im Nürnberger Werk investiert. Laut Konzern-Führung stärkt das Unternehmen damit seine Vorreiterrolle in der Zuliefererbranche. In Europa sei Bosch damit der erste Tier-1-Lieferant im Automobilbereich, der über eine Anlage dieser Leistungsklasse verfüge. 

„Bosch steht weiterhin zum Standort Deutschland und investiert hier hohe Summen. Durch die Einführung neuer Technologien in unseren Werken sichern wir uns wichtige Umsatzpotenziale“, versichert Klaus Mäder, der im Sektorvorstand von Bosch Mobility für Operations und damit alle Werke weltweit verantwortlich ist. Mit dem neuen 3D-Drucker des Typs NXG XII 600 sollen besonders die Entwicklungszyklen für Metallteile, die mit konventionellen Herstellungsverfahren viel Zeit in Anspruch nehmen, reduziert werden. „Mit der Neuanschaffung steigern wir unsere Produktivität und Geschwindigkeit in der Herstellung von Metallteilen – und damit unsere Wettbewerbsfähigkeit“, erklärt Alexander Weichsel, kaufmännischer Werkleiter in Nürnberg, zum offiziellen Betriebsstart der Anlage. Jörg Luntz bekräftigt als technischer Werkleiter: „Damit setzen wir höchste Maßstäbe im Metall-3D-Druck. Das eröffnet uns komplett neue Möglichkeiten in der Serienfertigung.“

Die Größe und technische Ausstattung der Anlage eröffnen zahlreiche Anwendungsfälle. Die Verantwortlichen nennen Bauteile für Wasserstoff-Anwendungen, Gehäuse für Motoren von Elektroautos, E-Achsen-Komponenten oder Motorblöcke für den Rennsport. Der neue Metall-3D-Drucker sei bis zu fünfmal schneller als die bisher eingesetzten 3D-Druck-Anlagen. Auf Basis einer zuvor entwickelten, computergestützten Konstruktionsdatei schmelzen zwölf Laser Metallpulver Schicht für Schicht auf und erstellen so hochkomplexe Formen. “Aufwändige Strukturen wie innenliegende oder geschwungene Kanäle, die mit herkömmlichen Fräsverfahren schlichtweg nicht machbar sind, lassen sich problemlos umsetzen. So kann man mit konventionellen Methoden nicht um die Ecke bohren – im 3D-Druck hingegen schon. Der Drucker deckt die Herstellung der Rohteile ab, ohne Werkzeug und nach Bedarf. Auch Ressourcen werden geschont, denn die Verschwendung von Rohmaterial wird beim 3D-Druck fast auf null reduziert”, heißt es in einer Mitteilung erläuternd. „Die Nutzung des 3D-Druckers zur Herstellung von Bauteilen steigert nicht nur die Nachhaltigkeit in der Produktion, sondern ermöglicht es Bosch, hochflexibel auf volatile Stückzahlen zu reagieren und alles aus einer Hand anzubieten“, so Alexander Weichsel.

Bosch_3D-Druck_entpulvern
Nach der Fertigstellung des Bauteils durch den 3D-Drucker muss es in einer speziell dafür vorgesehenen Anlage entpulvert werden. Foto: Bosch

Zukünftig soll also die Fertigung eines kompletten Motorblocks im 3D-Druckverfahren möglich sein. Bisher galt: Vom ersten Entwurf bis zur Serienproduktion können hier in der konventionellen Produktion bis zu drei Jahre vergehen. Allein die Fertigstellung der Gussform für den Motorblock kann laut den Verantwortlichen bis zu 18 Monate in Anspruch nehmen. Im 3D-Druck entfalle dieser Vorgang nun. Konstruktionsdaten würden direkt an den Drucker übermittelt, aufwändige Gussformen seien nicht mehr erforderlich. Bosch realisiert durch neue Technologien eine signifikante Reduzierung der Entwicklungszeit. Auch in der Reifenindustrie ist die Implementierung neuer technischer Möglichkeiten in Entwicklungsprozesse zu beobachten. Wir berichteten zuletzt verstärkt über Investitionen in Fahrsimulatoren und KI-Anwendungen zur Vorhersage von Leistungsparametern. Außerdem berichtete uns der ZF Engineering Manager Dr. Till Nattermann, wie Künstliche Intelligenz zur Schlüsseltechnologie in der Mobilität wird. Auch beim Konkurrenten Bosch läuft die Transformation in der Entwicklungsarbeit – der neue 3D-Drucker soll die Fertigung eines Motorblocks in nur wenigen Tagen möglich machen. „Wir wollen gegenüber dem klassischen Fertigungsprozess Geschwindigkeit aufnehmen und mit dieser neuen Technologie Produkte schneller auf den Markt bringen. Schon heute können nur wenige Unternehmen Technik großindustriell so vom Band laufen lassen wie Bosch. Wir gehen jetzt den nächsten Schritt und bringen die Serienfertigung im Metall-3D-Druck auf Automotive-Niveau“, teilt Bosch-Werkleiter Jörg Luntz mit.

Investitionen in die Entwicklungs-und Produktionsinfrastruktur werden auch bei Mercedes-Benz getätigt. Der Automobilhersteller beschleunigt die Transformation seines Produktionsnetzwerks, indem er den Status von Berlin-Marienfelde als Innovationszentrum für die Technologien im digitalen Produktions-Ökosystem Mercedes-Benz Cars Operations (MO360) stärkt. Mercedes-Benz hat MO360 eigenen Angaben zufolge mithilfe von KI-gestützten Funktionen wie dem Digital Factory Chatbot Ecosystem und der MO360LLM Suite sowie humanoiden Robotern des US-amerikanischen Unternehmens Apptronik erweitert. Aktuell werden neue Produktionsprozesse und -funktionen, die unter anderem durch das Mercedes-Benz Operating System (MB.OS) ermöglicht werden, getestet, bevor sie an Produktionslinien in anderen Montagewerken von Mercedes-Benz zum Einsatz kommen sollen. Der Standort Berlin-Marienfelde etablierte sich nach Aussage der Verantwortlichen im Jahr 2022 mit dem Mercedes-Benz Digital Factory Campus (MBDFC) als globales Kompetenzzentrum für die Digitalisierung der Produktion, das die Entwicklung zukünftiger Softwareapplikationen in einer realen Produktionsumgebung fördern soll. 

Robotik Apollo
Mercedes-Benz testet den Einsatz des humanoiden Roboters Apollo von Apptronik in der Produktion. Foto: Mercedes-Benz

„Mit dem Standort Berlin-Marienfelde bleibt Mercedes-Benz ein Vorreiter in der Automobilproduktion und trägt dazu bei, dass Deutschland als globales Innovationszentrum wahrgenommen wird. Künstliche Intelligenz und humanoide Roboter eröffnen ein spannendes neues Feld, das die Automobilproduktion nachhaltiger, effizienter und intelligenter macht“, sagt Jörg Burzer, Mitglied des Vorstands der Mercedes-Benz Group AG und verantwortlich für Produktion, Qualität & Supply Chain Management. Mit Apollo kommt in den Produktionsstätten bereits ein humanoider Roboter zum Einsatz. Um sein Engagement für den Einsatz humanoider Roboter in der Automobilproduktion zu unterstreichen, will der Automobilhersteller einen niedrigen zweistelligen Millionenbetrag in den Hersteller Apptronik investieren. Ende 2024 gab das Unternehmen aus Austin bekannt, eine strategische Partnerschaft mit dem Robotikteam von Google DeepMind einzugehen. Branchenführende KI solle mit modernster Hardware kombiniert werden. Auch Mercedes-Benz fördert die Weiterentwicklung humanoider Roboter, um Menschen in dynamischen Produktionsumgebungen besser unterstützen zu können.

Beispiele für KI-Anwendungsbereiche finden sich bei Mercedes Benz ebenfalls einige. Mit der MO360 AI Factory soll Künstliche Intelligenz direkt in die Produktion eingebunden werden. Das intern entwickelte Digital Factory Chatbot Ecosystem ermöglicht Mitarbeitenden nach Konzern-Angaben den Zugriff auf Produktionsdatenbanken. Beispielsweise könnten Fragen zur Maschinenwartung oder zu Best-Practice-Methoden für Fertigungsprozesse per Chat gestellt werden – die KI liefere unmittelbar präzise Antworten in mehreren Sprachen. „KI übernimmt für uns Aufgaben, die wir in der Regel weniger gerne erledigen. Sie verschafft uns Freiraum, den Fokus auf echte Innovationen, Kreativität und wertschöpfende Tätigkeiten zu legen. Ich bin davon überzeugt, dass KI einen wesentlichen Beitrag zum Unternehmenserfolg leistet, wenn sie strategisch eingesetzt und pragmatisch umgesetzt wird“, äußert sich hierzu Katrin Lehmann, Chief Information Officer der Mercedes-Benz Group AG. Als weiteres Beispiel für den praktischen Einsatz von KI nennen die Verantwortlichen das virtuelle Multi-Agenten-System. KI-gestützte virtuelle Assistenten sollen komplexe Daten in Echtzeit analysieren und dabei helfen können, die Ursachen plötzlicher Qualitätsabweichungen in der Produktion zu identifizieren. Die Möglichkeiten neuer Technologien sind zur Straffung von Effizienz in der Produktion vielfältig – Mercedes und Bosch dokumentieren mit ihren Investitionen, dass sich die Transformation der Entwicklungs- und Produktionsstrukturen in voller Fahrt befindet. 

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