3D-gedruckte Hohlräume

Forschungsprojekt zur additiven Fertigung von Aussparungskörpern

Weniger Beton bei gleicher Leistungsfähigkeit – dieser Maxime folgen nicht nur bautechnologische Entwicklungen wie etwa Carbon-, Ultrahochleistungs- oder Gradientenbeton. Auch mit dem 3D-Druck ergeben sich Möglichkeiten, massiv CO2 und Ressourcen einzusparen.

Gallerie

Wie das etwa im Bereich von Deckenbauteilen gelingen kann, zeigen die Ergebnisse des Forschungsprojekts Coebro – Additive Fabrication of Concrete Elements by Robots der TU Graz. Mit der dort entwickelten Bauweise lassen sich Decken verwirklichen, die gegenüber herkömmlichen Ortbetondecken bis zu 35 Prozent weniger Beton benötigen. Ermöglicht wird das durch Kassettendeckenkonstruktionen, die sich mit vorgefertigten 3D-gedruckten Aussparungskörpern herstellen lassen.

Diese dienen als verlorene Schalung, sodass sich der Schalungsaufwand des Deckenreliefs in Grenzen hält. Die Aussparungskörper können dank der 3D-Technik – beschränkt von der Reichweite des Roboterarms – mit unterschiedlichen Proportionen erstellt werden. Bei digitalen Fertigungsmethoden macht es für den 3D-Drucker kaum einen Unterschied, ob er zig gleiche Elemente oder nur unterschiedliche Formen erzeugt. Viele der damit geschalten Decken haben daher nur noch wenig mit einer konventionellen Kassettendecke gemein.

Gestalterisch komplex und schon fast ornamental erscheint dann auch ein Deckenelement, das im Rahmen des Forschungsprojektes entstanden ist. Die Aussparungskörper – die in diesem Pilotprojekt noch etwas wuchtig erscheinen – erzeugen geschwungene Rippen, die sich zu einer geometrischen Form fügen. Orthogonal, aber auffallend leicht und dünn präsentiert sich hingegen eine Installation, die im Kunsthaus Graz im Rahmen der Steiermark Schau 2021 noch bis Oktober 2021 zu sehen ist. Die Aussparungskörper wurden dort samt Bewehrung freischwebend im Raum zu einer Art Halbfertigteildecke montiert.

Wie sich die Deckenkonstruktion in der Praxis einsetzen lässt, ist bereits auf Baunetz Wissen, Bereich Gerüste und Schalungen, zu sehen: Beim Bau eines Ateliers im Schloss Seehof bei Lunz am See wurde die dank der Aussparungskörper frei kalibrierbare Kassettendecke genutzt, um den Raum selbst in eine Kunstinstallation zu verwandeln (siehe auch Bauwerke zum Thema).

Forschungsprojekt: Institut für Tragwerksentwurf / TU Graz (Team: Georg Hansemann, Robert Schmid, Christoph Holzinger, Joshua Paul Tapley, Stefan Peters, Andreas Trummer) mit dem Labor für konstruktiven Ingenieurbau / TU Graz und Baumit, Wopfing

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Kassettendecke

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Elementwand und Dämmung übernehmen die Funktion einer verlorenen Schalung.

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Ein Anbau an das Schloss Seehof bei Lunz am See soll dem Künstler Hans Kupelwieser als Atelier dienen.

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Bildung/​Kultur

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Wohnen

DFAB House in Dübendorf

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Recycling vor Ortneu

Ein Team um die Professorin Andrea Kustermann schuf einen 20 Quadratmeter großer Pavillon aus Recyclingbeton auf dem Gelände der Bayernkaserne.

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3D-gedruckte Hohlräumeneu

Deckenelemente, die sich dank 3D-Druck mit deutlich weniger Beton verwirklichen lassen, waren Gegenstand des  Forschungsprojekts Coebro – Additive Fabrication of Concrete Elements by Robots der TU Graz.

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Deckenelemente, die sich dank 3D-Druck mit deutlich weniger Beton verwirklichen lassen, sind Gegenstand des  Forschungsprojekts zur additiven Fertigung von Aussparungskörpern der TU Graz.

Asche zu Beton

Wasser, Gesteinskörnung, Zement und Müllverbrennungsreststoff (schwarz): Aus diesen Grundzutaten könnte eine neue Art von Recyclingbeton entstehen.

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Durch die Anwendung von Ultraschall im Mischprozess könnten deutliche Stei­gerungen der Fließfähigkeit und der Frühdruckfestigkei­t des Betons erreicht.

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Grundlage von BIRDS waren drei verschiedenfarbige Zemente, die mit Zusatzstoffen wie Flugasche, Pigment und Trassmehl kombiniert wurden.

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Für den Zement LC3 wird vor Ort vorhandene, geeignete Tonerde in einem Drehrohrofen gebrannt und zusammen mit gemahlenem Kalkstein in die Rezeptur eingebracht.

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