Formflexibles Schalungswerkzeug
Gekrümmte Betonbauteile dank Multipoint-Tooling-Technologie
Betonbauteile mit geschwungenen Formen lassen sich inzwischen auf unterschiedliche Arten herstellen. Neben den klassischen Freiformschalungen aus Holz oder EPS ist auch die Verwendung von entsprechend geformten Bewehrungen möglich, auf die Spritzbeton aufgetragen wird. Eher selten wird bisher der 3D-Druck von Betonbauteilen oder Schalungselementen genutzt.
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An der Hochschule München und der Technischen Hochschule Nürnberg entstand im Rahmen des Forschungsprojekts Flex4Beton der Prototyp eines adaptiven Schalungswerkzeugs, das sich beliebig oft wiederverwenden lässt. Damit sollen vor allem dickwandige dreidimensional gekrümmte Bauteile hergestellt werden können, die sich als tragende Elemente in der Konstruktion einsetzen lassen. Im Vergleich zum konventionellen Schalungsbau soll das neue Werkzeug bei einer entsprechenden Weiterentwicklung einfacher, schneller und kostengünstiger anwendbar sein.
Das Verfahren basiert auf der sogenannten Multipoint-Tooling-Technologie. Die Methode erinnert entfernt an sogenannte Pin-Art-Kästen oder Nagelbilder, mit denen sich etwa Gesicht oder Hände anhand einer Vielzahl von Metallstiften spielerisch abformen lassen. Bei dem Schalungswerkzeug sollen sich die Krümmungen allerdings anhand von CAD-Daten generieren. Die so erreichte Konstellation wird fixiert und dient als Grundlage einer Gussform.
Die Technologie wird bereits in anderen Ingenieurbereichen verwendet, um etwa individuelle Formen aus faserverstärkten Kunststoffen oder Metallblechen zu fertigen. Notwendig ist bei diesem Verfahren eine sogenannte Interpolationsschicht, die auf den Stiften („Pins”) aufliegt – im Fall des adaptiven Schalungswerkzeugs also die Schalhaut. Diese muss eine ausreichende Elastizität beziehungsweise hohe Verformungsfähigkeit in der Ebene aufweisen, und sich gleichzeitig durch eine hohe Querkrafttragfähigkeit sowie Biegesteifigkeit gegenüber dem Frischbetondruck auszeichnen.
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