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veröffentlicht am:

  • 25.09.2019
Robotic Printed Morphologies

3D-Druck für die Baustelle der Zukunft

Wie robotische Beton-Druckverfahren und ihre Anwendungen in der Architektur die Baustellen der Zukunft verändern könnten, wollen die Fachhochschule Dortmund, die Universität Duisburg-Essen und die Bauhaus-Universität Weimar künftig gemeinsam erforschen.

Beton-gedruckte Fassadenelemente am Forschungsbau „x.Stahl“ (Foto: Michael Braun)

Als einen ersten Aufschlag entwickelten die drei Hochschulen eine einzigartige robotische Installation, die in der Ausstellung zum Bauhaus-Jubiläumsjahr in Weimar live zu erleben war: In einem neuartigen 3D-Druckprozess verarbeitet ein Seilroboter Zementmaterial zu Flächenelementen, mit denen der Forschungsbau „x.Stahl“ – eine offene Stahlstruktur – sukzessive verkleidet wird.

Das Prinzip des Seilroboters ist von Fußballübertragungen bekannt: An Seilen gelagert, kann sich der Roboter – mit einer Kamera bestückt – über große Strecken frei in der Luft bewegen und spektakuläre Perspektiven aufnehmen. Im Falle von „Robotic Printed Morphologies“ kommt ein Betondrucker auf diese Art zum Einsatz: Seine Bewegungen bzw. die individuelle Geometrie der dabei entstehenden Bauteile werden durch einen Algorithmus vorgegeben. Die unter anderem mit HiFF-Mitteln und Unterstützung des Fachbereichs Maschinenbau realisierte Installation demonstriert nicht nur das neuartige Verfahren, sondern erlaubt auch einen Blick in die Zukunft digitaler Entwurfs- und Fabrikationsprozesse im baulichen Maßstab. „Zentral ist, dass die digitale Fabrikation es möglich macht, komplexe, unterschiedliche Bauteile schalungsfrei in Serienfabrikation zu produzieren – und zwar direkt an der Baustelle“, erklärt Prof. Dr. Volker Helm.

Kompakter Seilroboter

Der Seilroboter in Aktion (Foto: Michael Braun)

Der Experte für Digitale Methoden in der Architektur sieht hier neue Chancen für die Baustelle der Zukunft: Die „Feldfabrikation“ an der Baustelle reduziere nicht nur die Transportkosten von Bauelementen – denkbar sei auch, mit Baustoffen aus der jeweiligen Umgebung zu arbeiten. Der kompakte Seilroboter lässt sich ohne großen Aufwand zu den jeweiligen Baustellen transportieren.

„Im Kontext von 3D-Druckverfahren für die Architektur gibt es noch viel Forschungspotenzial. Wir wollen austesten, welche Vorteile in der Feldfabrikation stecken“, sagt Prof. Helm. In einem Forschungsvorhaben möchten die drei Hochschulen den 3D-Druck von großformatigen, leistungsfähigen architektonischen Elementen weiterentwickeln und alle Möglichkeiten des Seilroboters ausschöpfen. Ein entsprechender DFG-Förderantrag wurde bereits gemeinsam auf den Weg gebracht.

 


Video zu „Robotic Printed Morphologies“

 


Credits: Beteiligte des Projektes

Überblick
  • Team: Prof. Dr. Jan Willmann, Prof. Dr. Volker Helm, Prof. Dr. Dieter Schramm, Dr. Tobias Bruckmann, Michael Braun (Projektleitung Design und Ausstellung), David Hahlbrock (Projektleitung Material und Fabrikation), Roland Boumann, Robin Heidel und Patrik Lemmen (Projektleitung Robotik), Philipp Enzmann, Urs Winandy, Daniel Lethert, Patrik Bartnik, Paul-Andreas Maurer und Daniel Horn

  • Unterstützer: Prof. Bernd Rudolf und Dr. Christian Hanke (Bauhaus-Universität Weimar), Prof. Dr. Thomas Straßmann (University of Applied Sciences Dortmund)

  • Ausgewählte Experten: Dr. Michael Werner und Bernd Gehrke (Pagel Spezial-Beton), Michael Engels und Uwe Flügel (Desoi GmbH)

  • Förderer: Pagel Spezial-Beton GmbH & Co. KG, Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Hülskens Holding GmbH & Co. KG, Desoi GmbH, Bosch Rexroth AG, Inelta Sensorsysteme GmbH & Co. KG, Carat Robotic Innovation, Wilhelm Kneitz Solution in Textile, Ehepaar Oertgen (Duisburg), Mehler Texnologies und Low & Bonar GmbH

  • Weitere Unterstützung: Das Projekt wird von der Bauhaus-Universität Weimar und dem Kreativfond des Dezernats Forschung gefördert. Darüber hinaus wird das Projekt von der Fachhochschule Dortmund und der Abteilung „Forschung und Transfer“ sowie dem Fachbereich Maschinenbau unterstützt. Weitere Unterstützung leisten die Prorektorin für Gesellschaftliche Verantwortung, Diversität und Internationales an der Universität Duisburg-Essen und der Förderverein Universität Duisburg-Essen e.V.