Raumfachwerkknoten aus dem 3D-Drucker

Temporärer Airmesh Pavillon in Singapur

Der Raumfachwerkknoten, auch als Mero-Knoten bekannt, dürfte allen Fachleuten aus dem Bereich Architektur und Ingenieurwesen in Deutschland ein Begriff sein. Er kommt in zahllosen festen Bauwerken ebenso wie im temporären Messebau seit Jahrzehnten nahezu unverändert zum Einsatz. Mit der klassischen Ausführung des Knotens lassen sich jedoch keine komplexen und unregelmäßigen Geometrien oder Raumstrukturen ausführen. Für den polygonalen, temporären Airmesh Pavillon hat das Forschertam vom Airlab der Singapore University of Technology and Design das Raumfachwerksystem und dabei speziell die Knotenpunkte weiterentwickelt.

Ein Forschertam vom Airlab der Singapore University of Technology and Design entwickelte Raumfachwerksysteme allgemein und flexible Knoten im Besonderen weiter.
Die 3D-gedruckten Knoten aus Stahl beruhen je auf einem Tetraeder nehmen und extreme Lasten auf, um sie in besonders schlanke Trägerelemente abzuleiten.
Der additive 3D-Metalldruck ermöglicht verschiedenste Knotendimensionen, an die die schlanken Zug- und Druckstäbe angeschlossen werden.

Viele Raumtragwerke bestehen aus einer sich immer wiederholenden Geometrieabfolge aus den gleichen Knoten und identischen Trägern. Um eine Lösung zu finden, mit der komplexere Strukturen umgesetzt werden können, tüftelten die Professoren Carlos Bañon und Felix Raspallan der Singapurer Uni fünf Jahre an dem neuen System, das geringes Gewicht und maximale Belastbarkeit miteinander verbinden soll. Das Ergebnis ist ein 3D-gedruckter Knoten aus Stahl, der auf einem Tetraeder beruht und extreme Lasten aufnimmt, um sie in besonders schlanke Trägerelemente abzuleiten.

Dadurch, dass die Knoten im additiven 3D-Druckverfahren hergestellt werden, kann jeder Knoten individuell und nach seinen jeweiligen Anforderungen durch die Lage im Raum oder der erforderlichen Statik maßgeschneidert bestimmt und gefertigt werden.

Im Rahmen eines Herbstfestivals 2019 wurde in den „Gardens by the Bay“ in Singapur das Konstruktionssystem am gebauten Beispiel ausgestellt. Die Metallkonstruktion besteht aus mehr als 200 linearen Elementen und 54 maßgeschneiderten Knoten aus dem 3D-Drucker und ist innen und außen mit einem weißen, durchschimmernden Netz umhüllt. Das Objekt hat an elf Stellen Bodenkontakt, was zu einer Reduzierung der Last führt. Der Körper begünstigt durch seine semitransparente Hülle ohnehin die Interaktion mit der Umgebung, öffnet sich an vier Stellen aber vollständig, um bestimmte Ausblicke in der Umgebung zu rahmen. -tw

Forschung: Airlab, Singapore University of Technology and Design (SUTD)

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