Zum Hochwasserschutz durch 3D-Druck
Die Hochschule für Technik Rapperswil in der Schweiz hat sich die 3D-Druck Technologie zu nutzen gemacht, um ein 3D-gedrucktes Modell der berühmten Massaschlucht herzustellen. Das Ziel dieser Arbeit ist es den Wasserfluss zu untersuchen, zu dem es im Falle eines Bruchs der schützenden Talsperre kommen würde und zugleich mit Hilfe des 3D-Modells die Möglichkeiten zur Verbesserung bzw. Verstärkung des Abflussweges auszutesten.
Die Massaschlucht wird auch des Öfteren als der „Grand Canyon“ der Schweiz bezeichnet und wer an diesem Naturphänomen lebt wird durch eine Talsperre geschützt. Deswegen können sich die Anwohner eigentlich in Sicherheit wiegen, doch was wenn diese Talsperre einmal brechen sollte und eine Überflutung in Richtung des bewohnten Flachlands im vollen Gange wäre? Ebendiese Frage stellte sich nun auch das Institut für Bau und Umwelt der Hochschule Rapperswil des Kantons St. Gallen in der Schweiz. Daher entwickelten sie ein 3D-Modell zur exakten Nachbildung der Schlucht um die Auswirkungen eines hypothetischen Bruchs der Talsperre zu untersuchen.
Die Gegebenheiten wurden mit Hilfe von Scan und Drohnen vermessen © HSR
1200 Druckstunden und 2,4 km an Kunststoff-Filament zum 3D-Modelldruck
Als notwendige Voraussetzung – damit auch noch vor dem eigentlichen Fertigungsprozesses durch den 3D-Drucker – wurde die Schlucht mit Hilfe eines 3D-Scanners exakt vermessen und die Daten aus dem 3D-Scan anschließend am Computer in Bauteil-Pläne umgewandelt. Das konkrete 3D-Modell der Schlucht wurde dann an der Hochschule selbst im eigenen 3D-Lab gedruckt.
Der Scan der Schlucht wurde mit Hilfe der Bauteil-Pläne dann in mehrere Teile zerlegt, genauer gesagt in 104 Bauteile, deren 3D-Druck insgesamt eine Zeit von 1200 Stunden benötigt hat. Auch eine beeindruckende Größendimensionen an Kunststoff-Filament wurde für das getreue Modell aus dem 3D-Drucker verwendet: 2,4 km an Kunststoff-Filament mit einem Gewicht von gut 21 kg.
Was nun nicht unbedingt nach einem Material-, Zeit- oder Kostenersparnis klingen mag, lässt sich aber durchaus als solches verbuchen.
Projektingenieure bei der Vermessung der Schlucht ©HSR
Komplexes Modell mit geringem Aufwand dank 3D-Druck
Durch die Verwendung des 3D-Drucks kann viel Zeit eingespart werden, da problemlos über Nacht gedruckt werden kann. Diesen Vorteil hat auch die HSR bewusst genutzt und ließ ihr Modell auch nachts drucken. Da verschiedene Teile parallel gefertigt werden können, waren zum Teil alle sechs 3D-Drucker im 3D-Lab der Hochschule ausgelastet.
Ein weiterer Pluspunkt, der sich durch den 3D-Druck ergibt, ist die Abänderung an dem 3D-Modell, wie zum Beispiel der Austausch von einzelnen Teilen. Dies gestaltet sich als schnell und problemlos, da nur die Daten des betreffenden Teils angepasst werden müssen und es gedruckt werden muss.
3D-gedruckte Modell © HSR
Große Zukunft für den 3D-Druck der bautechnischen Modellerstellung
Daraus ergibt sich also eine deutlich kostengünstigere sowie schnellere Herstellung als es bei den traditionellen Verfahren erfolgt und zudem ist auch noch eine flexible Anpassung im Nachhinein recht einfach möglich.
Durch die detailtreue des 3D-Modells sind die Tests, die damit durchgeführt werden, auf das reale Vorbild zu übertragen und das Verhalten des Wassers kann exakt nachverfolgt werden. Die bisherigen Versuche waren bereits sehr erfolgreich und das Institut für Bau und Technik der Hochschule Rapperswil will zukünftig vermehrt mit Modellen aus dem 3D-Druck arbeiten.
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