Additive Fertigung von 1:1 Stahlbetonbauteilen
mit nachträglich bearbeiteten Oberflächen
Die additive Fertigung (3D-Druck) kann eine auf die individuellen Bedürfnisse des Bauwesens zugeschnittene automatisierte Fertigungstechnologie werden. Das grundlegende Prinzip der additiven Fertigung besteht darin, dass beim Bauteilaufbau möglichst nur dort Material aufgetragen wird, wo es eine Funktion erfüllt. Um das Potenzial dieser Technologie voll auszuschöpfen, müssen Strukturdesign, Konstruktion und Fertigung grundlegend neu gedacht werden. Dies stellt einen grundlegenden Wandel beim Planen und Bauen dar und ermöglicht einen ressourceneffizienten Einsatz von Material wie auch neue Freiheiten bei der Formgebung.
In einem Verbundforschungsvorhaben wurde an der TU Braunschweig das sogenannte Shotcrete 3D Printing (SC3DP) Verfahren entwickelt. Bei der SC3DP Technologie handelt es sich um ein neuartiges robotisches Betondruckverfahren, das Betonbauteile durch kontrollierte Zugabe von Druckluft Schicht für Schicht aufbaut. Da beim 3D-Drucken keine Schalung verwendet wird, ist der Fertigungsprozess auf die Tragfähigkeit der bereits aufgetragenen Frischbetonschichten angewiesen. Die Tragfähigkeit der Schichten wird beim SC3DP-Verfahren unter anderem über die Zugabe von Betonzusatzmitteln in den Betonstrahl gesteuert. Der Vortrag zeigt erste 3D-gedruckte bewehrte Betonbauteile wie Wände, Stützen und Decken im SC3DP-Verfahren. Außerdem werden aktuelle weiterführende Forschungen für die Nachbearbeitung der Oberflächen vorgestellt.
Der 3D-Druck hat das Potenzial, zu einer Schlüsseltechnologie für die Digitalisierung der Bauwirtschaft zu werden. Der neu eingerichtete DFG Sonderforschungsbereich TRR 277 „Additive Fertigung im Bauwesen“ der beiden Universitäten TU Braunschweig und TU München will das 3D-Drucken grundlegend für die Anwendung im Bauwesen erforschen.
Der Vortrag wird zum Abschluss die Zielstellungen des TRR 277 vorstellen.
