CONPrint3D ist ein Forschungsprojekt der TU Dresden, das aus Mitteln der Forschungsinitiative „Zukunft Bau“ des Bundesinstitutes für Bau- Stadt- und Raumforschung gefördert wird.
Das Forschungsziel
Das Team unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Viktor Mechtcherine möchte zur Verbesserung der Arbeitsproduktivität und Ressourcenschonung beitragen und analysiert deshalb, mit welchen Maßnahmen und unter welchen Bedingungen eine praxistaugliche Anwendung effizienter, schalungsfreier Formungssysteme für Beton in Deutschland umgesetzt werden kann. Gemeinsam mit der Professur für Baumaschine arbeiten an der TU Dresden das Institut für Baustoffe und das Institut für Baubetriebswesen an dem Projekt mit und bearbeiten die Arbeitspakete entsprechend ihrer fachlichen Spezialisierung.
Der Baustoff Beton
Beton ist einer der wichtigsten Baustoffe unserer Zeit. So vielgestaltig die Betonbauwerke oder -bauteile sind, so verschieden sind deren Formen, stoffliche Zusammensetzungen und Maschinen zu deren Herstellung. Weltweit wird mehr als die Hälfte des Betonvolumens als Transportbeton verarbeitet (46 Mio. m³ in Deutschland) und der übliche Transportbeton-Baustellenprozess fordert einen sehr hohen Aufwand für Gerüst- und Schalungsarbeiten. Die Schalung – meist ein Wegwerfprodukt – führt zu einem immensen Verbrauch wertvoller Rohstoffe (z. B. Holz, Kunststoffe) und hohen Personalkosten. Dies sind Defizite, die zur Entwicklung eines generell neuen Bauverfahrens auf Grundlage einer kontinuierlichen, schalungsfreien Betontechnologie anregen.
Das Verfahren
Der Kern des Verfahrens ist der schichtenweise Austrag eines schnellhärtenden bzw. schnell ansteifenden Spezialbetons aus einem Druckkopf. Der Druckkopf wird geometrisch präzise mit Hilfe eines Großraumroboters geführt. Die Steuerung des gesamten Prozesses erfolgt über Datentypen, die vor allem Geometrie- und Stoffdaten enthalten und aus 3D-Gebäudemodellen generiert werden.
Drei Arbeitsschwerpunkte
- Entwicklung eines schnellhärtenden Frischbetons, der zum schichtweisen Austragen mittels 3D-Druck geeignet ist und der bzgl. seiner Festigkeitseigenschaften im erhärteten Zustand mit konventionellen Baustoffen konkurrieren kann
- Untersuchungen zum Einsatz eines Druckkopfes zum gezielten Ausbringen des Frischbetons und Untersuchungen zur Nutzung vorhandener Maschinentechnik zur automatisierten Führung des Druckkopfes im Sinne der Großraumrobotik (z. B. durch Betonpumpen)
- Untersuchung der rechtlichen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen zum Einsatz dieser neuartigen Technologie sowie die Erarbeitung der bautechnologischen Daten, betontechnologischen Bedingungen und der Daten zur Steuerung und Überwachung der Großraumrobotik.
Übrigens: Am 21. März 2017 findet der 14. Dresdner Betontag statt, bei dem besonders die Robustheit des Materials in Form von Forschungsergebnissen, Erfahrungen und Erkenntnissen aus dem Bereich der Betontechnologie und des Einbaus aufgezeigt werden soll.
