TRR 277: Additive Fertigung im Bauwesen

Abstract

Die Bauwirtschaft stellt eine der bislang am wenigsten digitalisierten Branche dar. Im Unterschied zu anderen Produktionsbereichen ist die Herstellung von Gebäuden durch individualisierte Bauprozesse gekennzeichnet. Digitale Fertigungstechniken anderer Wirtschaftszweige haben sich im Bauwesen nicht durchgesetzt, da sie nicht die notwendige Individualisierung ermöglichen oder unwirtschaftlich sind. Die Vorteile additiver Fertigungstechnologien bestehen darin, dass Automatisierung und Individualisierung nicht im Widerspruch zueinanderstehen und dass beim 3‐D‐Drucken nur dort Material aufgebaut wird, wo es strukturell oder funktionell erforderlich ist. Die additive Fertigung ist insofern wirtschaftlich und ressourceneffizient zugleich. Der DFG‐Sonderforschungsbereich/Transregio TRR 277 der beiden Universitäten TU Braunschweig und TU München will die Technologie der additiven Fertigung grundlegend für das Bauwesen erforschen und zur Digitalisierung der Bauwirtschaft beitragen. Der vorliegende Beitrag gibt einen Überblick zu den Zielen, der Struktur und den Methodiken des TRR 277 sowie zu den drei Projektbereichen mit seinen insgesamt 18 wissenschaftlichen Teilprojekten.

Development of a Robot-Based Multi-Directional Dynamic Fiber Winding Process for Additive Manufacturing Using Shotcrete 3D Printing

“…In the context of the multiple possibilities for integrating continuous fibers in the three categories mentioned above, the focus of this project is on the integration of prefabricated fiber reinforcement produced in a robotic winding process, providing a high degree of geometric freedom. As such, the research project sits within the larger context of the Collaborative Research Center TRR277 Additive Manufacturing in Construction [13] and investigates the integration of prefabricated fiber reinforcement for a range of additive manufacturing processes with concrete, including extrusion and particle bed printing. However, the latter are not described in this paper.…”

“…Figure13. Dynamic mesh winding process: (a) robot guiding the core-winded fibers over a frame, generating a dense reinforcement mesh; (b) finished mesh before concrete application.…”

CAD‐integrated parametric modular construction design

“…7,8 The latter avenue typically allows more variety in shapes, however, needs more involved production, which often demands methods such as 3D printing. [9][10][11] The structural assessments of prefabrication structures shall cover the overall strength. From this point the estimation of contact forces between segments may be processed.…”

“…Those may be repetitive or unique 7,8 . The latter avenue typically allows more variety in shapes, however, needs more involved production, which often demands methods such as 3D printing 9‐11 …”

Die Forschungsinfrastruktur des SFB TRR 277 AMC Additive Fertigung im Bauwesen

“…Der Sonderforschungsbereich TRR 277 Additive Manufacturing in Construction (AMC) hat sich zum Ziel gesetzt, die Technologie der additiven Fertigung werkstoff‐ und prozessübergreifend grundlegend für das Bauwesen zu erforschen. Aufbau, Struktur und Forschungsinhalte des AMC sind in [1, 2] ausführlich beschrieben. Wesentliches Merkmal des AMC ist die Zusammenführung der Forschungen im Bereich der Materialtechnologien mit denen im Prozess‐ und Strukturdesign.…”