3D-Drucker als Teil der Tunnelbohrmaschine für Elon Musk’s Hyperloop

Swissloop Tunneling wurde von Studierenden der ETH Zürich ins Leben gerufen, welche es sich zum Ziel gesetzt haben, den Tunnelbau zu revolutionieren. Seit einigen Monaten arbeiten die Mitglieder an dem Modell „Groundhog Alpha“. Dabei handelt es sich um eine 7 Meter  lange Maschine, mit welcher ein Tunnel für den Hyperloop, ein 2013 von Elon Musk initiiertes Forschungsprojekt, gegraben werden soll. Uns hat dabei fasziniert, dass die Groundhog Alpha-Maschine auch einen 3D-Drucker integriert hat, mit dem die Maschine eine Tunnelwand aus einem glasfaserverstärkten Verbundwerkstoff herstellen kann. Mit dieser Erfindung konnte Swissloop Tunneling schließlich einen Platz in der Endrunde des von Elon Musk in Las Vegas organisierten Wettbewerbs „Not-a-Boring Competition“ für sich gewinnen.

Das Hyperloop-Konzept ansich ist bereits revolutionär, denn es soll den Transport zwischen Städten in nur wenigen Minuten ermöglichen. Das Gesamtprojekt ist jedoch mit einem erheblichem Aufwand verbunden, insbesondere weil zuerst die Infrastrukturen geschaffen werden müssen, welche die vorgesehene Geschwindigkeit und Leistung erlaubt. Das herkömmliche Schienennetz, so wie man es heute in den Vereinigten Staaten vorfindet, ist für das Vorhaben schlichtweg ungeeignet. Daher bedarf es einem neuen System – un dieses soll auf dem Konzept unterirdischer Röhren entstehen. In diesen Tunnelstrukturen wird dann die mittels Magnetfeld angetriebene Kapsel befördert – so die Idee. Der Bau der entsprechenden Tunnel ist mit erheblichen Kosten verbunden und die damit verbundene Logistik komplex. Auch die Röhren selbst sind schwer und müssen über Hunderte von Kilometern zur Grabungsstelle transportiert werden. Deshalb ist es moment noch  schwierig, sich das Hyperloop-Konzept in Gebieten vorzustellen, welche einen Tunnelbau erfordern. Denn traditionelle  Tunnelbauten zeitaufwändig und teuer. Aus diesem Grund ist es umso erfreulicher, das  es Menschen gibt, die nach innovativen Alternativen suchen – dazu zählt auch das Team von Swissloop Tunneling.

Bild: Swissloop Tunneling

Unter der Projektleitung der The Boring Company gelang es den Schweizern die Maschine zu entwickeln. The Boring Company, ein von Elon Musk gegründetes Unternehmen, arbeitet am Bau von Loop. Loop ist ein unterirdisches öffentliches Verkehrssystem, das den Transport von Personen und Gütern mit sehr hoher Geschwindigkeit (200 bis 240 km/h) ermöglichen soll. Für das Vorhaben sucht das Unternehmen nach schnelleren Lösungen, welche die erforderlichen Tunnel graben können, weshalb kurzerhand ein internationalen Wettbewerb ausgeschrieben wurde, an dem nun 12 Teams teilnehmen, um effizientere Tunnellösungen zu entwickeln.

So entstand auch Groundhog Alpha, die 7 Meter lange Maschine wiegt 2,5 Tonnen und hat einen Durchmesser von 0,56 mm. Der Motor erreicht eine Geschwindigkeit von 3600 Umdrehungen pro Minute, was laut Swissloop Tunneling in etwa der Geschwindigkeit einer Turbinenschaufel einer Boeing 747 entspricht. Das Team ermöglicht mit dem Gerät eine bessere Steuerung unter Einsatz von sechs hochpräzisen Hydraulikzylindern, eine höhere Antriebskraft dank sechzehn Hydraulikzylindern und schließlich einen verbesserten Bau, der durch den 3D-Druck entsteht. Die Maschine nutzt dabei Polymer-3D-Drucker, welche eine 15 mm dicke Tunnelwand Schicht für Schicht additiv fertigen. Dadurch wird die strukturelle Integrität des gesamten Tunnels gewährleistet. Der 3D-Druck erfolgt mit Glasfaser, einem beliebten und kostengünstigen Material zur Verstärkung von Strukturen.

Teil der Ausgrabungsmaschine (Bild: Swissloop Tunneling)

Das Team muss die Technologie erst noch weiterentwickeln, bevor die erforderlichen Tunnel gegraben werden können. Der Anfang sieht jedoch bereits vielversprechend aus. Sie können mehr zum Vorhaben auf der Webseite lesen. Welches Potenzial sehen Sie im Hyperloop Vorhaben von Musk? Lassen Sie uns dazu gerne einen Kommentar da oder teilen Sie es uns auf Facebook, Twitter, LinkedIN oder Xing mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter!