Forschungsprojekt: Robotische Vorfertigung im Holzbau

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Entwicklung eines Holzleichtbausystems als Plattenkonstruktion

Verfahren der handwerklichen Bearbeitung und seriellen Vorfertigung für Sonderkonstruktionen aus Holz sind meist teuer und wenig flexibel. Wissenschaftler der Universität Stuttgart arbeiten deshalb gemeinsam mit dem Roboterhersteller Kuka und dem Holzbauer Müllerblaustein an der Entwicklung eines Holzleichtbausystems. Dabei kommen computerbasierte Planungs- und Fertigungsverfahren ebenso wie Industrieroboter zum Einsatz – und nicht zuletzt soll das Ergebnis architektonisch beeindrucken.

Bereits im Sommer 2011 realisierten Mitarbeiter des Instituts für Computerbasiertes Entwerfen (ICD) und des Instituts für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (ITKE) gemeinsam mit Studierenden einen temporären bionischen Versuchsbau aus Holz. Der auf dem Universitätsgelände nahe der Stuttgarter Innenstadt errichtete Forschungspavillon zeigte konstruktive und architektonische Potenziale der robotischen Fertigung im Holzbau. Seine ungewöhnliche Form basierte auf dem Versuch, die biologischen Prinzipien der Strukturbildung von Seeigel-Plattenskeletten in Architektur zu übertragen, da diese als besonders effizient gelten. Umgesetzt wurde das Konzept mithilfe neuartiger, computerbasierter Entwurfs- und Simulationsverfahren sowie computergesteuerter Fertigungsmethoden. Der Pavillon konnte wegen der komplexen Geometrie mit nur 6,5 mm dünnen Sperrholzplatten realisiert werden.

Gefördert von der Europäischen Union und dem Land Baden-Württemberg, soll das Forschungsprojekt nun zu einem praxisnahen, robotisch gefertigten Holzleichtbausystem weiterentwickelt werden. Daran beteiligt sind neben den bereits genannten Instituten und Firmen das Institut für Ingenieurgeodäsie (IIGS) der Universität Stuttgart, der Landesbetrieb Forst Baden-Württemberg sowie die Landesgartenschau Schwäbisch Gmünd 2014. Auf der Landesgartenschau wollen die Projektpartner ein Bauwerk als Demonstrator errichten, das als innovative Plattenkonstruktion in Holzleichtbauweise ausgeführt ist. Ein erster Prototyp wurde bereits entwickelt. Die geplante Konstruktion soll nicht nur die Möglichkeiten der robotischen Fertigung veranschaulichen, sondern auch dazu beitragen, die Wettbewerbsfähigkeit und Innovationskraft kleiner und mittlerer Unternehmen des Bundeslandes zu stärken.