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3D-Druck-Roboter bauen in Sachsen ersten Beton-Schwibbogen

Der 1,2 Meter breite Beton-Schwibbogen aus dem 3D-Drucker in illuminierter Aktion. Bildschirmfoto aus dem Video "Erster 3D-gedruckter Beton-Schwibbogen" der TUC

Der 1,2 Meter breite Beton-Schwibbogen aus dem 3D-Drucker in illuminierter Aktion. Bildschirmfoto aus dem Video „Erster 3D-gedruckter Beton-Schwibbogen“ der TUC

Hart und besinnlich: Uni Chemnitz will zeigen, wozu additive Bautechnologie fähig ist

Chemnitz, 7. Dezember 2021. Den weltweit ersten Beton-Schwibbogen aus dem 3D-Drucker haben Forscher und Roboter aus Sachsen erzeugt. Das hat die Technische Universität Chemnitz (TUC) mitgeteilt, die gemeinsam mit dem Steinbeis-Innovationszentrum „Fibercrete“ aus Chemnitz an dem Schwibbogen gearbeitet hatte.

Enrico Rudolph vom Forschungsbereich "Leichtbau im Bauwesen" bei der Qualitätskontrolle am Beton-Schibbogen, während sich die beiden 3D-Druck-Roboter ausruhen. Foto: Susanne Viertel für die TUC

Enrico Rudolph vom Forschungsbereich „Leichtbau im Bauwesen“ bei der Qualitätskontrolle am Beton-Schibbogen, während sich die beiden 3D-Druck-Roboter ausruhen. Foto: Susanne Viertel für die TUC

Roboter tragen Betonschichten wie Zahnpasta auf

Anders als klassische 3D-Drucker bestehet die additive Fertigungsanlage der Sachsen nicht aus einer eingehausten Maschine, sondern aus zwei Robotern, die schichtweise die gewünschte Struktur erzeugen. Ein Roboter hat einen Beton-Extruder, der das zunächst noch zunächst noch feuchte Baumaterial durch auswechselbare Düsen auf eine Arbeitsplatte ähnlich wie Zahncreme aus einer Tube aufträgt. Für den gleichmäßigen Nachschub sorgen eine Förderschnecke und eine Mischpumpe. Der zweite Roboter übernimmt mit Fräsen den Feinschliff, legt aber auch Faserstränge und Anker für seinen stählernen Kollegen aus.

Video der TUC zum
Beton-Schwibbogen:

Spezielle Faser-Beton-Mischung entwickelt

Die Materialrezeptur für den Schwibbogen hatte „Fibercrete“ entwickelt. Die Steinbein-Innovatoren entwickelten dafür eine spezielle Faser-Beton-Mischung, die rasch aushärtet, wenn sie den 3D-Drucker verlassen hat.

Digitale Bauplanung

Damit die Roboter den Schwibbogen richtig in Form bringen konnten, war zudem im Vorfeld eine digitale Fertigungsplanung nötig: Eine spezielle Software zerlegten den Schibbogen in Teilgeometrien und erklärte den Robotern dann, wie sie so das komplette Adventsartefakt erzeugen können.

Der so additiv generierte Schwibbogen ist 120 Zentimeter breit, 60 Zentimeter hoch und 14 Kilogramm schwer. Die Ingenieure haben ihn inzwischen auch mit Kerzen bestückt und entzündet.

Beton-3D-Drucker könnten Ornament-Unikate auf Baustellen erzeugen

Sie wollten mit diesem ungewöhnlich harten Beitrag zu einer besinnlichen Adventszeit beweisen, was Beton-3D-Drucker für die Bauindustrie heute bereits vermögen. „Durch die Entwicklung automatisierter additiver Technologien zur effizienten Fertigung können wichtige Weichen für den Wandel der Baubranche in naher Zukunft gestellt werden“, schätzte Professorin Sandra Gelbrich ein, nachdem der Schibbogen fertig war. Bau-3D-Drucker sind beispielsweise interessant, um filigrane Sonderbauteile in Einzelanfertigung für ein Haus zu erzeugen.

Einsatz auch auf Mond und Mars denkbar

Auch ganze Häuser wurden schon mit Beton-3D-Druckern erzeugt – damit hat die Branche aber noch keine Langzeiterfahrungen. Zur Debatte steht auch, die Stationen und Habitate für künftige Siedler auf dem Mond oder Mars mit Hilfe von 3D-Druckrobotern und vor Ort verfügbaren Materialien zu bauen. Dies könnte auch ein Thema für das Großforschungszentrum „Eris“ sein, das die Bergakademie Freiberg für die Lausitz vorgeschlagen hatte. Das soll die Besiedelung von Mond und Mars durch die Menschheit vorbereiten.

Autor: Heiko Weckbrodt

Quelle: TUC