Ziel des Projektes ist es, die Digitalisierung im Bauwesen, der Architektur und im Bereich des Designs voranzubringen und so die Produktivität unter Verwendung neuer ressourcenschonender Fertigungstechnologien, dem sogenannten 3-D-Druckverfahren, zu steigern. Ein Schwerpunkt liegt darin, Zementwerkstoffe ohne die derzeit noch obligatorische Schalung mittels einer additiven Fertigungstechnologie in einer digitalen Prozesskette individuell und bedarfsorientiert auszuformen und neue Gestaltungsmöglichkeiten zu eröffnen.
Digitalisierung im Bauwesen
Die Produktionsprozesse im Bauwesen und der Architektur haben sich, im Gegensatz zu anderen Wirtschaftsbereichen, in den vergangenen Jahrzehnten kaum verändert. Während die Produktivität der gesamten Wirtschaft im deutschsprachigen Raum innerhalb der letzten 10 Jahre einen Zuwachs von rund 11% verzeichnete, wurde im Bausektor im gleichen Zeitraum nicht einmal die Hälfte erreicht. Die Gründe hierfür liegen nicht in veralteten Planungsprozessen; diese sind meist weit entwickelt und erfolgen zeitgemäß mit digitalen Methoden. Defizite bzw. Potentiale liegen hingegen in der Überführung der digitalen Daten vor allem in großformatige physische Objekte, welche den technischen Anforderungen genügen müssen. Eine besondere Herausforderung stellt in dieser Hinsicht der im Bauwesen und der Architektur am häufigsten verwendete, gleichzeitig mit hohen CO2-Emissionen verbundene, Zementwerkstoff dar. Durch den Einsatz neuer digitaler Fertigungstechnologien kann dabei auf die bislang obligatorische, zeit- und kostenintensive Schalung verzichtet werden.
Durch die Einbindung eines additiven Fabrikationsprozesses wäre möglich, nicht nur den Bauprozess zu beschleunigt, sondern auch die damit einhergehenden geometrischen Freiheiten, gestalterisch und zur Materialeinsparung zu nutzen. So könnten großformatige Bauteile weitgehend ohne Mehrkosten den spezifischen Anforderungen angepasst werden.
Bauen | Beton 4.0?
Ziel des Vorhabens ist die Verwirklichung einer digitalen Prozesskette durch die Integration einer Additiven Fertigungstechnologie zur Herstellung großformatiger Objekte mit Fokus auf der Anwendung im Bauwesen und der Architektur. Das Projekt konzentriert sich auf die automatisierte Herstellung hochaufgelöster Objekte aus anorganischem und organischem Material. Dabei sollen mit kostengünstigen pulverförmigen Materialien, wie dem Zementwerkstoff, in einem Additiven Verfahren großformatige und gebrauchsfertige Bauteile hergestellt werden. Hierfür sind neue Materialien zu entwickeln und die vorhandenen Prozesse dementsprechend anzupassen. Zudem sind neue Strategien zur Qualitätskontrolle erforderlich, da diese eine Schlusselfunktion bei der Markteinführung haben. Auch dies soll im Rahmen des Projektes wissenschaftlich aufgearbeitet und auch im Rahmen der Lehre genutzt werden.
Projektpartner: Voxeljet AG, Friedberg (Bayern)