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Digitalisierung im Bauwesen

Digitaler Beton

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by saskia S.

3D Drucken

  • Rapid Prototyping und Consumer 3D printing

  • Großmaßstäblicher 3D-Druck Zweigeschossiges Gebäude in Heyuan (China 2019)

  • Hype-cycle 2008 (by Gartner)

  • 3D Printing Hype-cycle 2008-2018 (by Gartner)

  • 3D Printing Hype-cycle 2014 (by Gartner)

  • 3D Printing Hype-cycle 2018 (by Gartner)

  • F&E 3D-Druck im Bauwesen


Beton

  • Baustoff des 20. Jahrhunderts

  • Marmor des 20. Jahrhunderts (Braunfels)

  • Beton im 21. Jahrhundert?


Ressourcenverbrauch im Bauwesen

  • Anstieg Weltbevölkerung von derzeit 7,9 Milliarden auf 9,7 Milliarden bis 2050 (Prognose der Vereinte Nationen)

  • Ressourcenverbrauch (alle Industrien) wird sich verdoppeln bis 2050 (Informationen des UN International Resource Panel (IRP))

  • CO2-Emmissionen: derzeit ca. 8% durch Zementproduktion

  • Bauliche Infrastruktur: „Nachholbedarf“ Schwellenländer und China,Instandsetzung & Ersatz westliche Welt


Ressourceneffizienz



Forschung für den Betonbau im 21. JahrhundertDigital, ressourceneffizient und leistungsfähig



Warum 3D Drucken im Bauwesen?




3D-Drucken von Beton Möglichkeiten

• Form follows force

• Topologieoptimierung

• Gradierung

3. Ressourceneffizienz


Möglichkeiten und Vorteile der Additiven Fertigung


Möglichkeiten und Vorteile der Additiven Fertigung

  • Nahezu keine Begrenzung hinsichtlich Bauteilform und -komplexität

  • Keine Notwendigkeit spezieller Werkzeuge für die Herstellung verschiedener

Formen

  • Entkopplung von Kosten und Anzahl hergestellter Bauteile und Komplexität



Prinzip additiver Fertigungsverfahren



Klassifizierung additive Fertigung mit Beton



RILEM classification for digital fabrication with concrete



Prozesstechnik



Particle bed binding (Partikelbett-Binden/Partikellbett-3D-Druck) Vorteile und Nachteile

  • Hohe Auflösung

  • Nahezu keine Einschränkungen der Formfreiheit

  • Beschränkung der Größe durch Bauraum

  • Recycling des unge- bundenen Materials


Baupraktische Anwendungen

  • Neuartiges Design und Ästhetik

  • Neuartiges Design und Ästhetik und Modularisierung

  • Computergestützte Architektur mittels digitaler Entwurfsalgorithmen

  • Progress - Fassadenelement

  • D-Shape Brücke

  • 3D-Druck „konventioneller“ Strukturen

  • Zweigeschossiges Einfamilienhaus von PERI

  • Apis Cor - Gebäude

    3D-Druck „konventioneller“ Strukturen

    Erste Versuche bleiben dekorativ, während die echten strukturellen Potentiale unangetastet bleiben



D-Shape Brücke


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saskia S.

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