Additive Fertigung großformatiger Objekte für Bauwesen und Design

Projektinfos

Jahr: 2019

Studiengang:
Architektur

Betreuer:
Prof. Dr.-Ing. Asko Fromm

Teilnehmer:

Projektart:
Kooperation

Ziel des Projektes ist es, die Digitalisierung im Bauwesen, der Architektur und im Bereich des
Designs voranzubringen und so die Produktivität unter Verwendung neuer ressourcenschonender
Fertigungstechnologien, dem sogenannten 3-D-Druckverfahren, zu steigern.

Ein Schwerpunkt liegt darin, Zementwerkstoffe ohne die derzeit noch obligatorische Schalung
mittels einer additiven Fertigungstechnologie in einer digitalen Prozesskette individuell und
bedarfsorientiert auszuformen und neue Gestaltungsmöglichkeiten zu eröffnen.

Digitalisierung im Bauwesen

Die Produktionsprozesse im Bauwesen und der Architektur haben sich, im Gegensatz zu anderen
Wirtschaftsbereichen, in den vergangen Jahrzehnten kaum verändert. Während die Produktivität
der gesamten Wirtschaft im deutschsprachigen Raum innerhalb der letzten 10 Jahre
einen Zuwachs von rund 11% verzeichnete, wurde im Bausektor im gleichen Zeitraum nicht
einmal die Hälfte erreicht. Die Gründe hierfür liegen nicht in veralteten Planungsprozessen;
diese sind meist weit entwickelt und erfolgen zeitgemäß mit digitalen Methoden. Defizite bzw.
Potentiale liegen hingegen in der Überführung der digitalen Daten vor allem in großformatige
physische Objekte, welche den technischen Anforderungen genügen müssen. Eine besondere
Herausforderung stellt in dieser Hinsicht der im Bauwesen und der Architektur am häufigsten
verwendete, gleichzeitig mit hohen CO2-Emissionen verbundene, Zementwerkstoff dar. Durch
den Einsatz neuer digitaler Fertigungstechnologien kann dabei auf die bislang obligatorische,
zeit- und kostenintensive Schalung verzichtet werden.
Durch die Einbindung eines additiven Fabrikationsprozesses wäre möglich, nicht nur den Bauprozess
zu beschleunigt, sondern auch die damit einhergehenden geometrischen Freiheiten,
gestalterisch und zur Materialeinsparung zu nutzen. So könnten großformatige Bauteile weitgehend
ohne Mehrkosten den spezifischen Anforderungen angepasst werden.

Bauen | Beton 4.0?

Ziel des Vorhabens ist die Verwirklichung einer digitalen Prozesskette durch die Integration
einer Additiven Fertigungstechnologie zur Herstellung großformatiger Objekte mit Fokus auf
der Anwendung im Bauwesen und der Architektur. Das Projekt konzentriert sich auf die automatisierte
Herstellung hochaufgelöster Objekte aus anorganischem und organischem Material.
Dabei sollen mit kostengünstigen pulverförmigen Materialien, wie dem Zementwerkstoff,
in einem Additiven Verfahren großformatige und gebrauchsfertige Bauteile hergestellt werden.
Hierfür sind neue Materialien zu entwickeln und die vorhandenen Prozesse dementsprechend
anzupassen. Zudem sind neue Strategien zur Qualitätskontrolle erforderlich, da diese eine
Schlusselfunktion bei der Markteinführung haben. Auch dies soll im Rahmen des Projektes
wissenschaftlich aufgearbeitet und auch im Rahmen der Lehre genutzt werden.


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