{"id":46206,"date":"2023-04-03T00:01:19","date_gmt":"2023-04-02T22:01:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=46206"},"modified":"2023-04-03T09:53:33","modified_gmt":"2023-04-03T07:53:33","slug":"topologische-optimierung-und-3d-druck-von-beton-030420231","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/topologische-optimierung-und-3d-druck-von-beton-030420231\/","title":{"rendered":"Topologische Optimierung und 3D-Druck von Beton: Ein erfolgreiches Duo im Bauwesen?"},"content":{"rendered":"

An der Universit\u00e4t von Michigan braut sich etwas Interessantes zusammen! Ein Team von Forschern und Architekten hat den 3D-Druck von Beton<\/a> untersucht, um ein Bauverfahren zu entwickeln, das effizienter ist als herk\u00f6mmliche L\u00f6sungen. Dazu konzipierten sie ultraleichten, abfallfreien Beton, der das Gewicht einer Konstruktion, im Vergleich zu klassischem Beton um 72% reduzieren w\u00fcrde. Durch die Kombination dieses Betons mit einer speziellen Software f\u00fcr topologische Optimierung, k\u00f6nnten sie somit Strukturen schaffen, die weniger Energie, Material, Zeit und Gewicht ben\u00f6tigen.<\/p>\n

Immer h\u00e4ufiger, nutzt die Bauindustrie die Vorteile der additiven Fertigung<\/a>. Es werden zunehmend mehr Bauprojekte mit 3D-Betondruckern ausgestattet, um Kosten, Arbeitsaufwand und Materialverbrauch zu senken. Auch wenn bereits einige 3D-gedruckte H\u00e4user zu verzeichnen sind, sind wir noch weit davon entfernt, dass die Maschinen auf den Baustellen allt\u00e4glich werden. Dennoch scheint der 3D-Druck in der Branche auf dem Vormarsch zu sein, zumal das Team der University of Michigan feststellt, dass es noch viele Fortschritte zu machen gilt.<\/p>\n

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Bild: DART laboratory<\/p><\/div>\n

Die Arbeit wird von Mania Aghaei Meibodi, einer Architektin und Assistenzprofessorin f\u00fcr Architektur am Taubman College of Architecture and Urban Planning – einer von 19 Schulen an der University of Michigan – und den Forschern Alireza Bayramvand und Yuxin Lin geleitet. „Bisherige Ans\u00e4tze rund um den 3D-Betondruck zielen darauf ab, das Bauen zu digitalisieren und den Betonverbrauch zu reduzieren. Der am weitesten verbreitete Ansatz hat jedoch geometrische Einschr\u00e4nkungen, die dessen Anwendung auf einfache Strukturen, wie orthogonale W\u00e4nde beschr\u00e4nken. Dies f\u00fchrt zu einem hohen Betonverbrauch und erschwert die Anwendung f\u00fcr kompliziertere Konstruktionen, wie z.B. verzweigte und verwinkelte Rohrformen, \u00dcberh\u00e4nge, \u00fcberstehende Schichten und unterschiedliche Filamentschnitte und -winkel“<\/em>, erkl\u00e4ren die Forscher.<\/p>

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Das Team hat daher ein System und eine Berechnungsmethode entwickelt, die es erm\u00f6glicht, je nach Form und geometrischen Merkmalen, unebene und unterschiedliche Betonschichten aufzubauen. Dabei beruht diese Methode auf der topologischen Optimierung, die die ben\u00f6tigte Materialmenge und dessen Platzierung bestimmt. Laut Mania Aghaei Meibodi bietet diese Vorgehensweise die M\u00f6glichkeit, „\u00fcberfl\u00fcssige Bauungen mit \u00fcberm\u00e4\u00dfigen Materialmengen zu vermeiden. Angesichts all dieser Faktoren, k\u00f6nnen wir bessere und umweltfreundlichere Konstruktionen zu niedrigeren Kosten bauen“<\/em>.<\/p>\n