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Parametrische Konstruktion im Beton 3D-Druck: Das Erfolgsduo beim Brückenbau

Auf 12. April 2021 von Isabell I. veröffentlicht
3D-Druck mit Beton

Das 2019 vom niederländischen Rijkswaterstaat und dem Studio michiel van der kley in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Eindhoven ins Leben gerufene The Bridge Project beginnt mit seiner Installation. Mit einer Länge von 29 Metern wird sie eine der längsten 3D-gedruckten Betonbrücken für Fußgänger und Fahrräder darstellen, die jemals gebaut wurde. Die Brücke befindet sich in Nijmegen – eine nicht ganz unbedeutende Wahl, da die niederländische Stadt 2018 zur Grünen Hauptstadt Europas gewählt wurde. Über den architektonischen Aspekt hinaus erhoffen sich die Projektbeteiligten auch die Entwicklung innovativer, neuer Techniken im Bausektor, weitere Erkenntnisse im 3D-Druck mit Beton und neue Formen der Zusammenarbeit.

Es ist wahrscheinlich nicht das erste Mal, dass Sie von einer 3D-gedruckten Brücke hören, und schon gar nicht in den Niederlanden. Das Land hat eine ganze Reihe an Initiativen entwickelt, die 3D-Technologien, Bauwesen und Architektur miteinander verbinden. Das Unternehmen MX3D war zum Beispiel eines der Ersten, das eine 3D-gedruckte Stahlbrücke vorstellte. Außerdem konnten drei Partner in Rotterdam vor Kurzem eine 3D-gedruckte Fußgängerbrücke aus Verbundwerkstoffen präsentieren. Michiel van der Kley, der Designer hinter dem Brückenprojekt, erklärt die Entscheidung für die additive Fertigung wie folgt: „Seit ein paar Jahren fragen wir uns hier im Studio immer wieder, was man mit einem 3D-Drucker machen könnte, was auf andere Weise nicht möglich wäre. Wir haben erforscht, was man mit einem 3D-Drucker für Beton machen könnte, und uns für eine Form entschieden, die mit einer normalen Methode fast unmöglich herzustellen wäre. Eine Form, die ihre Entsprechung in der Natur hat. Die Beine scheinen mit dem Deck zu verschmelzen, so wie ein Ast aus einem Baum wachsen würde.

Erste Eindrücke von der Brücke (Bildnachweis: Omroep Gelderland)

Design – ein entscheidender Schritt im Bauprojekt

Bei diesem Projekt ist sowohl die Entwurfsphase, als auch die Verwendung einer kostengünstigeren und umweltfreundlicheren Methode besonders interessant. Es ist geplant, eine parametrische Design-Software zu verwenden, die alle Aspekte berücksichtigt, die die Brücke beeinflussen werden: die Lasten, der Widerstand, die Anzahl der Autos oder Fußgänger, die sie überqueren und mehr. Alle Berechnungen können mit demselben 3D-Modell durchgeführt werden. Das Team hatte eine 29-Meter-Brücke für Radfahrer anvisiert, jedoch wird es in der Lage sein, die Brücke für Autos anzupassen. Dafür werden andere Abmessungen benötigt, wie zum Beispiel größere und vielleicht mehr Pfeiler. Prinzipiell müssen jedoch nur die Werte angepasst werden, um eine andere Struktur zu erstellen.

Anschließend folgt die eigentliche Bauphase. Rijkswaterstaat erklärt: „Bei RWS gehen wir davon aus, dass immer weniger Hände benötigt werden, um die geplanten Brücken zu bauen – diese Technik könnte die Sache ausgleichen. Wir sprechen und diskutieren über die Roboterisierung der Bauumgebung. Die additive Fertigung wird in naher Zukunft günstiger sein als herkömmliche Bauweisen. Denn wir können die Kosten des Scheiterns reduzieren, da viel mehr im Voraus mit computergestützten Prozessen getestet werden kann.“ Der 3D-Druck scheint also eine Methode zu sein, die perfekt zu dieser Logik passt – zumal sie helfen würde, die Umweltziele von RWS zu erreichen. Außerdem haben wir bereits miterlebt, dass die 3D-Druck mit Beton dazu beiträgt, die CO2-Emissionen zu reduzieren und Material zu sparen.

3D-Druck mit Beton

Die Installation der Brücke hat begonnen.

Ein erster Prototyp wurde von der Technischen Universität Eindhoven gedruckt. Die endgültige Brücke wird jedoch seit Januar 2019 vom Hersteller BAM aus dem Weber Beamix Beton 3D-Druckzentrum gebaut. Sie wird in mehreren Blöcken 3D-gedruckt und dann vor Ort zusammengesetzt. Die Partner gaben nicht an, wie viele Teile entworfen wurden oder wie lange ein solches Bauwerk dauert, aber eines ist sicher: Das Projekt soll in anderen Städten repliziert werden. Weitere Informationen finden Sie HIER.

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