KnitCrete Bridge

Forschungsteam
N. Hack, P. Rennen, S. Gantner (Technische Universität Braunschweig, Institut für Tragwerksplanung)
P. D'Acunto, L. Bleker (Technische Universität München, Lehrstuhl für Tragwerksplanung)
K. Dörfler, G. Dielemans (Technische Universität München, Lehrstuhl für Digitale Fabrikation)
K. U. Bletzinger, M. Hojjat (Technische Universität München, Lehrstuhl für Baustatik)
M. Popescu, N. Christidi (Technische Universität Delft)
R. Wüchner (Technische Universität Braunschweig, Institut für Baustatik)
D. Lowke, I. Mai (Technische Universität Braunschweig, Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz)

Studententeam
M.P. Assaf, J. Baddad, F. Brisson, Y.-H. Chiu, R. Clemente, I. Georgiou, M. Goto, A. Johansson, L. Mangliar, D. Martinez Schulte, E. Morales Zuniga, F. Salehi Amiri, E. Sallin, I. Santosa, E. Sounigo, C. Techathuvanun, P.-H. Tsai (ETH Zürich, MAS DFAB 2019-20)

Sponsoren
DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft) TRR277 Additive Manufacturing in Construction, Holcim Innovation Center

Das Forschungsprojekt zielt darauf ab, ein designinformiertes Herstellungsverfahren für komplexe Betonschalenkonstruktionen in additiver Fertigung zu entwickeln und damit Einschränkungen traditioneller Bauweisen wie Schalungs- und Arbeitsintensität zu überwinden. Um dies zu erreichen, wurde versucht, die beiden Technologien der CNC-gestrickten stay-in-place Schalung, bekannt als KnitCrete, und des robotergestützten Spritzbetons, bekannt als Shotcrete 3D Printing (SC3DP), zu verschmelzen und dadurch ihre jeweiligen Einschränkungen zu reduzieren. Der vorgeschlagene Arbeitsablauf vereint beide digitalen Herstellungsmethoden in einem nahtlosen Prozess, der zusätzlich die rechnerische Formfindung, die robotergestützte Faserverstärkung, die CNC-Nachbearbeitung und die geometrische Qualitätsprüfung integriert, um Präzision und Effizienz zu gewährleisten. Im Rahmen eines universitätsübergreifenden, forschungsbasierten Lehrformats wurde dieses Konzept beim Bau einer Fußgängerbrücke in Originalgröße umgesetzt, die als Demonstrator diente, um die Möglichkeiten und Grenzen des Prozesses zu bewerten. Trotz der Überwindung einiger Herausforderungen während des Prozesses zeigt der erfolgreiche Nachweis des Konzepts einen bedeutenden Sprung in der digitalen Herstellung komplexer Betongeometrien und verringert die Abhängigkeit von arbeitsintensiven Methoden. Die Ergebnisse machen diesen Fertigungsansatz zu einem vielversprechenden Ausgangspunkt für weitere Entwicklungen im Bereich der additiven Fertigung im Bausektor.