在2021德國國際汽車及智慧出行博覽會（IAA）上，寶馬集團全球首發了BMW i迴圈概念車（BMW i Vision Circular）。在這款概念車上，方向盤不再是一個按鍵功能的結合體，其更多的變成了由木粉打印製成的工藝品。
針對BMW i迴圈概念車的每個細節，寶馬都將可持續發展與一種全新而充滿激情的設計美學相結合，寶馬也將這種理念稱為“迴圈設計”。尤其在內飾設計及配置上，豪華氛圍之外，更多體現了寶馬可持續材料與製造工藝，其中就包括一款全新的3D列印零部件。
相比傳統的方向盤，BMW i迴圈概念車運用了由再利用木粉3D列印而成的方向盤。在全新的製造方式下，木粉材料的方向盤看起來更加自然化，減輕了汽車鋼鐵與身俱來的冰冷。另外，在按鈕、零部件等減少的同時，使得寶馬這款概念車更具科技感。
越來越複雜的方向盤
在一輛汽車的生產製造過程中，成千上萬的零部件都是必不可少的組成部分，其中，方向盤的存在似乎是最為理所應當。其實，追溯到一百多年之前，汽車的設計中卻是沒有方向盤的，隨著歷史的發展，方向盤才被陸續的使用到機動車和汽車當中。雖然方向盤的歷史並不是特別久遠，幾乎與汽車出現在同一個年代中，但方向盤的變遷應用卻由內而外改變了汽車的整體設計。
歷史資料顯示，第一次方向盤的使用是在1896年。在此之前，汽車是沒有真正的方向盤。當時汽車的原型都是馬車，在設計轉向系統時，設計者大多參考船的舵柄設計，同時也有人仿製過飛機的轉向杆，用一個操縱桿或手柄來使前輪偏轉實現轉向。但由於這兩種轉向操縱費力且不可靠，最終沒有在汽車中沿用下來。
到1896年時，英國的弗雷德裡克•斯特林克蘭（Frederiek.Strickland）及汽車製造商德雷克（A.J.Drak）將船用轉向柱和方向盤技術應用到汽車上，那時方向盤和轉向柱是垂直安裝的，雖然有一定的不便性，但是已經是當時最好的轉向裝置了，因此各個車企都開始使用圓形方向盤。直至1897年，戴姆勒•帕利生（Daimler.Paririan）製成轉向柱與方向盤傾斜的第一輛車。
在之後長達三十多年的時間中，方向盤都僅僅作為轉向的一個執行部件，而這也是其目前最大、最重要的功能。到了1927年，福特A型汽車把T型車上外接的喇叭結合到了方向盤上，一時間方向盤與喇叭整合開始成為方向盤的一個標準。第二年，克萊斯勒公司開始對方向盤的材料進行研究，鐵質的方向盤和普通木質的方向盤被排除。
二戰結束之後，隨著動力轉向系統的普及，駕駛的任務變得輕鬆起來，同步於車載電子系統的發展，方向盤上被賦予更多了的功能，除了最開始的喇叭和音量鍵外，現在還增加了安全氣囊、音量調節、定速巡航等一系列功能。
發展至今，汽車“方向盤”從最早的鐵桿設計變成了圓盤，在功能地位上，它也從最早可有可無的零部件變成一輛汽車最重要的功能中心，操控汽車最多的組成部分。可以說，現在的方向盤是一個多功能、多零件的結合體，它的一系列技術應用讓汽車走在了智慧化領域的前列。
多功能方向盤背後的汙染與資源浪費
當一輛汽車擁有更多的功能技術應用，就需要大量的開關進行控制。為了增強便利性，讓更多的控制權集中到駕駛者手中，這就意味著必須把更多的按鈕增加到方向盤上。表面上看，多功能方向盤讓一輛汽車的駕乘體驗更加方便，但在生產製造的背後，也大大的增加了產品汙染。
對於一輛傳統汽車的方向盤，其主體部分主要由骨架和發泡構成。其中，骨架一般為鋅合金或鋁合金，為了節約成本，有些生產廠家正在嘗試採用更便宜、更輕的鎂合金。骨架製造為工業壓鑄，首先將固態材料融化成液態，然後將液態金屬注入壓鑄模具，等待壓鑄完成後，開啟冷卻，最終去除毛刺即可得到完整的骨架。
在骨架生產的過程中，根據固態材料熔點的不同，其融化需要大量的熱量，這就意味著在煤燃燒產生熱能的過程中將形成較多的汙染氣體。另一方面，金屬材料在變成液體後將存在部分殘餘，不能完全變成固體，這或將殘留在水中，對水資源產生部分汙染。
除此之外，方向盤的生產還需要將骨架固定在發泡機中，使得方向盤很有握感。該過程也是利用模具，在其中注入聚胺甲酸酯，當產生化學反應後，泡沫塑膠會立即在模具內膨脹，包裹住電樞。在這個過程中，塑膠發泡的使用本身就是一種汙染物，另外，在後期的汽車使用中，由於方向盤發泡的使用會導致車內甲醛、pH值等數值超標，影響空氣質量。
在目前的汽車方向盤中，產生汙染的不止於骨架和發泡，有些方向盤還要求有外表縫皮，這一般由工人完成；還有方向盤要求有木料，將木片疊積後再上漆。這些特殊的需求將使方向盤的使用材料進一步增多，由此產生了材料浪費。
另外，隨著方向盤的功能鍵大幅增多，越來越多的觸點模組並整合一部分電氣線束和電路板在上面，方向盤與車身線束連線的線路多達幾十個。在這種情況下，主要由柔性扁平電纜、做相對轉動的上下殼體、線束和接外掛等組成的時鐘彈簧成為中間的重要連線。功能鍵越多，則使用的時鐘彈簧、電線等數目都會相對增加。
木粉3D列印每年為寶馬節省2324噸鋁合金
為了更加徹底的貫徹“再思考、再精減、再利用、再迴圈”原則，BMW i迴圈概念車在方向盤的設計上使用再利用的木粉進行3D列印。在減少傳統方向盤鎂鋁等金屬材料使用的同時，還將進一步減少方向盤上零部件的使用，從而在功能簡化的過程中降低原料使用。
據瞭解，一輛傳統汽車的方向盤生產大約需要1kg的鋁合金，在使用木粉3D列印時，其至少將為每輛車節省1kg的鎂鋁合金。按照2020年寶馬集團232.4萬輛（寶馬品牌、MINI品牌和勞斯萊斯品牌）的全球銷量，粗略計算該技術每年至少為寶馬節省2324噸鋁合金。
從BMW i迴圈概念車的方向盤上看，其利用的是木粉，該材料是指木材打成的粉末，一般是來源於傢俱廠、密度板廠等加工剩餘的邊角廢料。木粉可用於蚊香、皮革、服裝、造紙等，用途廣泛，是一種新型節能環保原料。在木材資源銳減的趨勢下，使用木粉是對資源的一種再次利用，這使寶馬在實現環保的基礎上對資源進行二次利用。
除了原材料方面的改變，BMW i迴圈概念車的方向盤是以3D列印方式製造。據瞭解，3D列印技術已經誕生三十多年了，現在已被廣泛應用於模具製造、汽車、珠寶、建築、航空航天等領域。相關預測顯示，到2025年時，3D列印的潛在經濟影響將達到0.2萬億美元。
對於寶馬而言，3D列印技術也並不陌生，在過去十多年的時間中，它已經透過3D列印方式生產了超100萬個零部件，這也使寶馬成為了第一家利用3D列印技術批次生產成千上萬個金屬零部件的汽車製造商。
資料顯示，早在2018年時，寶馬集團就投資1000多萬歐元，在慕尼黑北部的上施萊斯海姆（Oberschleissheim）建立全新3D列印研發和生產中心。目前，寶馬集團旗下的三個公司都在一定程度上使用了 3D列印部件，勞斯萊斯自2012年以來一直在使用，MINI現在向其客戶提供此選項，而寶馬在新款i8 Roadster上使用3D列印部件。
此次，寶馬使用木粉3D列印方向盤，則是在迴圈經濟原則下針對性地進行技術探索和創新性生產。相比汽車零部件傳統的生產製造方式，3D列印技術一方面可以實現更為精準細緻的圖案，並在保證高質量生產的前提下實現輕量化。另一方面，零部件在列印過程中可以快速成型，減少組裝時間，利於批次生產。除此之外，3D列印技術還可以滿足使用者的個性化需求。對於逐步走向年輕化、多需求的汽車市場來說，3D列印技術將在很大程度上增加寶馬未來汽車創新效率。
更為重要的是，利用3D列印技術生產輕量化元件，可以很好的減輕汽車重量，約為10%-15%，從而提升燃油經濟性。尤其在車身、底盤和發動機方面，3D列印都可以透過對鋼、橡膠等材料進行生產製作，從而減少原材料的浪費，降低勞動力成本。與此同時，透過一體打印製作，方向盤的功能按鍵幾乎將完全消失，這使BMW i迴圈概念車在精簡中實現科技提升。
