Additive Fließfertigung von leichtbaugerechten Präzisions‐Betonelementen

Im Kontext der Industrie 4.0 steht in der modernen Fließfertigung die durchgängig digital gesteuerte Wertschöpfungskette im Fokus. Insbesondere die Kombination nach den Leichtbauprinzipien mit einer dünnen Spritzbetonschicht und rippenförmigen Stützkonstruktionen, z. B. für Fassadenelemente, führt zu hocheffizienten Bauteilen mit hoher Tragfähigkeit und hochwertigen Oberflächen. Die entwickelte kombinierte Betonspritz‐Extrusion‐Multitool‐Düse bietet die Möglichkeit sowohl des Spritzens als auch des Extrudierens. Darüber hinaus steht die automatisierte Integration von Ankern im Fokus der Fließfertigung, für die spezielle Anker und Werkzeugsysteme entwickelt wurden. Anhand der ermittelten Kennwerte konnten die Praktikabilität und die Produktivitätssteigerung nachgewiesen werden. Diese Daten bilden die Grundlage für einen Digitalen Zwilling in Vorbereitung auf Industrie 4.0. Die Produktivitätssteigerung in der additiven Fertigung führt zu positiven wirtschaftlichen Effekten. Anwendungen von hochfesten Leichtbaustrukturen im Bauwesen werden attraktiver und ermöglichen die Serienumsetzung freiformmodularer Konstruktionen.

In modern flow production, the focus is on the continuously digitally controlled tools in the context of the digital twin. Spray extrusion, especially when combined with a thin layer of shotcrete and ribbed support structures, e. g. for façade elements, results in highly efficient components with high load‐bearing capacity and high‐quality surfaces. The developed combined spray extrusion nozzle offers the possibility of both spraying and extrusion, adaption of mortar and concrete. In addition, the automated integration of anchors is the focus of flow production, for which anchors and tooling systems have been developed. Based on the determination of characteristic values, the practicability and the increase in productivity will be proven. This data will form the basis of a digital twin, in preparation for Industry 4.0. This increase in productivity in additive manufacturing leads to positive economic effects. Applications of high‐strength lightweight structures in the construction industry are becoming more attractive and enable the serial implementation of free‐form modular constructions.