Ein interdisziplinäres Team aus Architekten, Bauingenieuren, Maschinenbauern und Materialtechnologen des Fields of Expertise Sustainable Systems forscht an der Technischen Universität Graz (TU Graz) in Zusammenarbeit mit UHPC und Structural Robotics an dem Forschungsprojekt COEBRO. Sie untersuchen, wie die additive Fertigung mit Beton effektiver und ressourcenschonender gestaltet werden und so der CO2-Ausstoß verringert werden kann. Das Team hofft, dass ihre Arbeit dazu beitragen kann, die nachteiligen Auswirkungen des Bauens auszugleichen.
3D-Druck mit Beton an der TU Graz
Seit rund sechs Jahren beschäftigen sich die Forscher am Institut für Tragwerksentwurf der TU Graz verstärkt mit dem Werkstoff Beton. Beton ist der meist eingesetzte Baustoff weltweit. Die Herstellung von Bauelementen erfolgt traditionell mit Schalungen und Gussformen. Mithilfe des 3D-Druckes bieten sich viele bisher ungeahnte Möglichkeiten für im Betonbau. So könnten zum Beispiel Betonwände in neuartigen tragenden Geometrien hergestellt werden, was bis jetzt undenkbar war. Dies ermöglicht nicht nur bisher ungesehene Gebäudeformen, sondern kann aufgrund des Wegfalls von Handarbeit auch erhebliche Kosten und Vorlaufzeiten einsparen. Beton 3-D Druck könnte also den Aufwand für den Schalungsbau signifikant reduzieren. Das Ziel des Projektes ist das gewährleisten einer ressourcensparenden Herstellung von Betonbauteilen mittels 3D-Drucks.
Forscherteam (Bild: TU Graz)
Dies soll laut dem Experte Stefan Peters durch einen sparsamen und effizienten Umgang mit dem Material für ein vermeintlich untergeordnetes Massenbauteil umgesetzt werden. Man könne beobachten, dass in den letzten Dekaden im Stahl- oder Betonbau das Einsparen von Arbeitszeit bei gleichzeitig erhöhtem Materialverbrauch die Oberhand gewonnen hat. Beispielsweise würden im Betonbau häufig Rechteckquerschnitte vorgesehen werden, weil dies in unserer termin- und kostenoptimierten Welt scheinbar einfacher sei. Vor allem im Massivbau sei Ressourcenoptimierung häufig noch kein Thema, das planerische Entscheidungen maßgeblich beeinflusst. Digitalen Fertigungsmethoden könnten daher ein Schlüssel zu einer neuen Art von Ressourcenoptimierung für eine breite Masse an Bauprojekten sein.
Diese neue Technik der Betonverarbeitung bieten auch Architekten im Fassadenbereich neue Gestaltungsmöglichkeiten. Man kann nun Formen umsetzen, die durch den Schalungsaufwand in der Produktion viel zu teuer wären. Auch Bauingenieure können dadurch effiziente lastabtragende Strukturen entwickeln, die zudem differenzierte Betongüten in einem Bauteil aufweisen.
Um in der breiten Anwendung Fuß zu fassen, würde man jedoch Bauherren und Planer brauchen, die das Potenzial dieser Bauweise erkennen. Es müsse auch muss es Firmen geben, die auf diese Technologie setzen und sich aus ihrem tradierten Geschäft nach draußen bewegen und etwas Neues probieren möchten. Und es braucht einen Gesetzgeber, der die Randbedingungen schafft, die es leichter machen diese Dinge anzufordern und umzusetzen. So äußerte sich etwa Experte Stefan Peters:
„Beim Gesetzgeber taucht es langsam auf, dass wenn die ausgehandelten CO²-Emissionswerte nicht erreicht werden, Alternativen diskutiert werden müssen. In der Industrie bedarf es Überzeugungsarbeit. Aktuell reden wir mit vielen Firmen, wir wollen ja mit dem Projekt weiterarbeiten, und viele sehen zu diesem Zeitpunkt die kommerzielle Erfolgschance noch nicht. Das gilt es zu ändern.“
Als Prototypen des Projekts sollen Strukturelemente in einem für das Bauwesen relevanten Maßstab gedruckt werden. Bei erfolgreichem Projektabschluss wird erwartet, dass der gesamte Produktionsprozess abgedeckt werden kann. HIER können Sie mehr zu dem Thema erfahren.
Was halten Sie von Forschungsprojekt der TU Graz? Lassen Sie uns dazu gerne einen Kommentar da, oder teilen Sie uns Ihre Meinung 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.
*Titelbildnachweis: Robert Schmid