Architektonische Freiheit im Detail

Additive Fertigungsverfahren bieten gegenüber anderen Verfahren eine Vielzahl von Vorteilen, die insbesondere bei der Produktion freigeformter Bauteile zum Tragen kommen. Das 3D-Pulverdruckverfahren ermöglicht die Herstellung filigraner, individueller und topologieoptimierter Strukturen ohne zusätzliche Hilfs- beziehungsweise Stützkonstruktionen, welche mit der herkömmlichen Schalungstechnik sowie dem ebenfalls bekannten 3D-Druckverfahren Contour Crafting im Bereich von Überhängen oder Hohlräumen nicht zu realisieren wären.

Am Fachgebiet Werkstoffe im Bauwesen der Technischen Universität Kaiserslautern wurde im Rahmen eines Forschungsvorhabens des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) der AiF Projekt GmbH, gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, an der Entwicklung eines angepassten zementgebundenen Werkstoffs zum 3D-Drucken von Beton im Pulverdruckverfahren geforscht.

Im ersten Schritt wurden die trockenen Compounds (Trockenmörtel) im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit und die erreichbare Festigkeit entwickelt und optimiert. Anschließend wurden mit der optimierten Zusammensetzung freigeformte Exponate hergestellt, um die Leistungsfähigkeit dieses innovativen Herstellverfahrens demonstrieren zu können. Aufgrund der stetigen Entwicklung des Compounds und der Reaktionsflüssigkeit ist es gelungen, bauübliche Festigkeiten zu erreichen. Des Weiteren ermöglicht eine Partikelzusammensetzung im Mikrometerbereich eine hohe detailgetreue Darstellung der zu erzeugenden Exponate, die mit den bekannten Extrudierverfahren nicht möglich ist. Über die allgemeine Verfahrenstechnik sowie die gewonnenen Erfahrungen aus dem Forschungsprojekt wird im Rahmen des Beitrags berichtet.