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Abstract. The Technical University of Braunschweig (Brunswick) and Technical University of Munich were successful to establish a Collaborative Research Centre called “Additive Manufacturing in Construction (AMC) – The Challenge of Large Scale” starting from 2020 and funded by the German Research Foundation (DFG). The aim of this project is “to create the basic conditions for the introduction of additive manufacturing in construction, and thus to pave the way for the use of resource-efficient constructions with a high level of design freedom”. Surveying engineering (geodetic surveying, photogrammetry, laser scanning and GNSS) plays a major role in one of the sub-projects called “Integration of Additive Manufacturing in the Construction Process”. This paper aims at introducing the large scale AMC with the main focus on investigating the role of surveying engineering in this topic which will be a topic of high interest in the coming years in the digital fabrication within construction field. After a short introduction on additive manufacturing in construction, this paper will present the general aims and structure of the Collaborative Research Centre. Thereupon, the importance of geometric quality inspection and establishing and transferring different coordinate systems during the Additive Manufacturing (AM) construction steps (elements fabrication, installation and whole structure/building control) and the role of geodetic surveying, photogrammetry, laser scanning and GNSS will be outlined. This will be presented within a subproject called “C06: Integration of Additive Manufacturing in the Construction Process” and potentials and challenges for integrating surveying engineering in component and building level additive manufacturing in construction are mentioned.

Additive manufacturing (AM) with concrete, also known as concrete 3D printing, is one of the most interesting approaches for disrupting the construction industry and is currently subject to numerous research activities worldwide. AM has great potential to decrease labour costs and increase the material efficiency and geometric complexity of non-standardised building components. Although prior investigations have shown various fields of application for AM with concrete, the full potential with respect to different structural component types has not been covered yet. With this paper, an up-to-date review of fabrication strategies for the main structural components, (1) walls, (2) columns, (3) slabs, and (4) beams, is provided to identify trends and existing challenges. Therefore, firstly, AM methods and their underlying principles and characteristics for concrete components are presented, and secondly, fabrication strategies for each AM method are shown. The investigation uncovers different AM strategies (direct part vs. indirect “permanent formwork”; in situ, on-site, or off-site), which are currently being used. As a result, future applications of AM will require a hybrid manufacturing strategy combining conventional and additive manufacturing to fully explore its potential.

Die globalen Herausforderungen unserer Zeit sind der Klimawandel, das Bevölkerungswachstum und die Reduzierung des Ressourcenverbrauchs. Für das Bauwesen bedeutet dies, in den kommenden Jahrzehnten mehr zu bauen und gleichzeitig den Ressourcenverbrauch zu verringern und weniger Emissionen auszustoßen. Die handwerklich organisierte Bauindustrie ist weder technologisch noch personell darauf vorbereitet, diese Herausforderungen ökonomisch und ökologisch zu bewältigen. Hier setzt der Sonderforschungsbereich TRR 277 Additive Manufacturing in Construction (AMC) der beiden Universitäten TU Braunschweig und TU München mit seiner Grundlagenforschung an. Der AMC betrachtet die additive Fertigung als eine digitale Schlüsseltechnologie für das Bauwesen, denn diese vereint die Vorteile von automatisierter und individualisierter Fertigung. Bei der additiven Fertigung werden die Bauteile ohne Formenbau schichtweise aufgebaut. Dies schafft grundlegend neue Anforderungen an Werkstoffe, Verfahrenstechniken sowie an Design und Konstruktion und kann nur in hochgradig interdisziplinären Teams von Wissenschaftler:innen aus den Bereichen des Bauwesens und des Maschinenbaus erforscht werden. Die Basis für die werkstoffübergreifende Erforschung unterschiedlicher additiver Fertigungstechnologien für die Anwendung im Bauwesen stellt die über viele Jahre systematisch aufgebaute Forschungsinfrastruktur im Bereich der digitalen Baufabrikation dar. An seinen beiden Standorten, der TU Braunschweig und der TU München, kann der AMC auf innovativste Forschungseinrichtungen zurückgreifen. Darunter befinden sich sowohl DFG‐geförderte Forschungsgroßgeräte wie das Digital Building Fabrication Laboratory (DBFL) und das RoboCoop3D als auch eine Vielzahl eigenfinanzierter innovativer Forschungsgeräte an beiden Standorten. Die AMC‐Forschungsinfrastruktur wird im Laufe des Forschungsprojekts stetig ausgebaut und erweitert. Der vorliegende Beitrag stellt die bestehende sowie die in Anschaffung und Planung befindliche Forschungsinfrastruktur vor.

Seit November 2020 haben sich die Zeppelin Rental GmbH und das Institut für Bauwirtschaft und Baubetrieb der TU Braunschweig in gemeinsamer Forschungsarbeit der Fragestellung gewidmet, wie sich baulogistische Planungsprozesse für Hochbauten durch die BIM‐Methode verändern und durch die Nutzung digitaler Bauwerksmodelle optimiert werden können. Auf Grundlage der erzielten Forschungsergebnisse ist Ende Juni 2022 dieser Aktionsplan entstanden. Der Plan sieht erforderliche Handlungsschritte vor, die zur Implementierung der modellbasierten Baulogistikplanung zu berücksichtigen sind.