3D Betondruck

Seit der Installation des Roboters arbeiten die wissenschaftlichen Mitarbeiter fortlaufend an neuen spannenden Erkenntnissen im 3D-Stahlbetondruck. An eine Betonpumpe angeschlossen können komplizierte Formen mit einer Reichweite von 2,70m realisiert werden. Neu am Institut ist Dr.-Ing. Sisi Zhang. Sie sieht vor allem das Optimieren des noch umständlichen manuellen Einlegens der Bewehrung als Aufgabe. Hauptsächlich wird eine hybrider Gesamtprozess von simultaner Betonextrusion und Bewehrungsführung zur automatisierten Herstellung der Stahlbetonstrukturen untersucht. In diesem Zusammenhang sind noch viele Forschungsfragen zu beantworten, z.B. wie lassen sich die Vorschubgeschwindigkeiten der Bewehrungsherstellung und der Betonextrusion zur Integration in einem gemeinsamen (hybriden) Druckkopf aufeinander abstimmen? Wie kann der Beton die Bewehrung gut umschließen, sodass die Verbundwirkung von Beton und Bewehrung sichergestellt ist? Ist die Umsetzbarkeit dieses Gesamtprozesses unter Baustellenbedingungen möglich, um die vielversprechendsten Varianten zu realisieren? Bei der Additiven Fertigung wird ein Bauteil anhand einer 3D-CAD-Datei erzeugt. Anhand des zugehörigen Tablets kann der Vorgang gesteuert und höchstpräzise ausgeführt werden. Der Roboterarm ist auf der Lineareinheit fest verankert und legt Lage um Lage Beton. Eine Vielzahl an Stellschrauben gilt es optimal anzupassen, von der Geschwindigkeit des Arms und der Pumpleistung über die Betonrezeptur, die eine gute Verarbeitung und gleichzeitig eine rasche Erstarrung nach dem Druck sicherstellt bis hin zur Düse am Roboterkopf. Die globalen Probleme des Wohnungsmangels können mit einen solchen Paradigmenwechsel im bisher wenig digitalisierten, von Ort- und Transportbeton geprägten Bereich durch diese innovative Bauweise angegangen werden. Dieses Forschungsgebiet überzeugt mit Visionen zukunftsweisender Effizienzsteigerungen, wie Verschwendungsminimierung und kürzeren Prozesszeiten. Der 3D-Stahlbetondruck wird durch die gemeinsame Zusammenarbeit des IMB mit dem CBI im Cluster Bauen auf dem RWTH Aachen Campus erforscht. Wir bedanken uns beim Ministerium für Heimat, Kommunales, Bau und Gleichstellung des Landes NRW, welches die Entwicklung durch die Bereitstellung finanzieller Unterstützung für die Schaffung einer entsprechenden Geräteinfrastruktur fördert.