3D-gedruckte Stahlbrücke mit Smart-City-Funktionen

Metalldruckverfahren für den Städtebau der Zukunft

Böse Zungen mögen das Thema 3D-Druck fast schon als „Alten Hund” bezeichnen. Dabei steckt das Produktionsverfahren erst in den Kinderschuhen. Neue Konzepte und Methoden faszinieren immer dann am meisten, wenn sie über realen Nutzwert verfügen, jenseits von DIY-Anwendungen im Heimbereich oder Forschungskontext. Ein mit Blick auf wachsende Städte konzipiertes Druckverfahren stellen die Amsterdamer Softwareingenieure von MX3D vor. Ihnen gelang es erstmals, eine Stahlbrücke dreidimensional zu drucken. Doch nicht nur die Fertigungstechnik ist richtungsweisend.

Den komplexen Metalldruck ermöglichten zwei autark arbeitende Roboter, die von einer 3D-Drucksoftware gesteuert wurden und das Metall durch Auftragsschweißen bzw. „Cladding” in praktisch jeder Orientierung schichtweise addierten
Um Informationen über die Frequentierung oder die Steifigkeit der Brücke, aber auch über die Nachbarschaft und nähere Umgebung zu erhalten, rüstet MX3D das Bauwerk mit Sensoren aus.
Das Design wurde mit dem Dutch Design Award 2018 ausgezeichnet.

Den komplexen Metalldruck ermöglichten zwei autark arbeitende Roboter, die von einer 3D-Drucksoftware gesteuert wurden. Für den Prozess kam Autodesk-Software zum Einsatz. Jeder der hochbeweglichen Roboter verfügt über modifizierte Schweißapparate, die das Metall durch Auftragsschweißen bzw. „Cladding” in praktisch jeder Orientierung schichtweise addieren. Das ermöglichte es, den Bogenschlag Stück für Stück und von beiden Seiten wachsen zu lassen, ohne das herkömmliche Stützelemente notwendig waren. Die Methode ähnelt dem Freivorbauverfahren des Betonbrückenbaus (Siehe Surftipps).

Intelligentes Stadtmanagement durch Datenaustausch
Doch damit nicht genug: Um Informationen über die Frequentierung oder die Steifigkeit der Brücke, aber auch über die Nachbarschaft und nähere Umgebung zu erhalten, rüstet MX3D das Bauwerk mit Sensoren aus. Die so erhaltenen GIS-Daten (Geografische Informationssysteme) werden in die Cloud übertragen, verarbeitet, visualisiert und ausgewertet. Das stetig wachsende und frei verfügbare Datenkonglomerat soll mit smarten Infrastrukturprojekten weltweit vernetzt werden, damit diese voneinander lernen können.

Neben dem Datenaustausch zwischen den Infrastrukturen soll mit der Brücke auch die Kommunikation zwischen BIM, CAD und GIS erprobt werden. Das ist entscheidend für die ganzheitliche Planung von Städten. GIS-Informationen beziehen sich auf Aktivitäten, wie die Planung und den Betrieb von Städten und Regionen, während BIM- und CAD-Daten für die Planung und Errichtung einzelner Komponenten, wie Häuser, Straßen, oder Brücken genutzt werden. Eine Vernetzung aller Drei kann es Industrie und Stadtplanern erlauben, realitätsnäher und wirtschaftlicher zu entwerfen, da aktuelle ortsspezifische Parameter schon im Planungsprozess abrufbar sind.

Ingenieure: MX3D, Amsterdam; Software: Autodesk, San Rafael

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