3D-gedruckte Ziegel erlauben freie Gestaltung im Fassadenbau

3D-Druck für das Bauwesen

Im Generative Design Lab erforschen junge WissenschafterInnen generative und additive Fertigungstechnologien für den Einsatz im Bauwesen. Die Schwerpunkte liegen in der Prozess- und Produktentwicklung. Zu den Forschungsfeldern zählen der 3D-Druck von Glas, Stahl, Keramik und Papier. Ergebnisse der Forschung sind maßgeschneiderte Knoten für Fassadensysteme, Freiformziegel für funktionalisiertes Mauerwerk, 3D-Papierstrukturen als akustische Absorber und komplexe, aber vollständig transparente Glaskonstruktionen.

Mineralische Werkstoffe

Ziegeldruck mit Hilfe von Industrierobotern

AM Keramik beschreibt die Forschung zur Verwendung von Ton als 3D-Druckmaterial. Hauptthema ist die Entwicklung der auf der ISM+D entworfen und gebaute 3D-Tondruck-Technologie, basierend an einem Industrieroboter. Dieser Drucker wird verwendet mögliche Anwendungen für die Gestaltung zu prüfen und die Konstruktion von gedruckten 3D-Ziegeln. Kommende Projekte sind die Entwicklung von 3D-Drucktechniken für die Restaurierung und Konservierung von alten Backsteinbauten und deren Fassaden. Darüber hinaus ist die Entwicklung von 3D bedruckte Säulen oder Stützen mit einer Verriegelung System erforscht werden.

3D-Druck ermöglich Funktionsintegration in Ziegelsteine

Papier

Druck dreidimensionaler Papierstrukturen durch Extrusion eines Zellulose-Bindemittel-Gemischs

Derzeit laufen Untersuchungen, um sicherzustellen die Qualität der additiv hergestellten Papierstrukturen bezüglich des Mischungsentwurfs und seine Rheologie, den Produktionsprozess, und insbesondere die Ergebnisse der Schrumpfung, dass wird einen großen Einfluss auf die Leistung haben und Effizienz 3D-Papierdruck-Produktion in Berücksichtigung der Bedruckbarkeit, Generierung selbsttragend gebaute Struktur und Optimierung die Produktion. Das mechanische und akustische Verhalten für Auf 3D-Papier gedruckte Strukturelemente werden ebenfalls untersucht wird, wird auf diese Weise die 3D Ppapierbedruckte Objekte nach ihrer akustischen Eigenschaften und profitiert am meisten von der Technologie, da hauptsächlich die akustischen Eigenschaften sich auf die Geometrie verlassen, um ein innovatives entwarf und funktionalisierte sie schallabsorbierend, wie von der Decke hängende Leitbleche.

Papierschindeln als Designelemente und akustische Absorber im Innenraum

Stahl

Draht + Lichtbogen-Additiv-Fertigung (WAAM) ist ein additives Verfahren, das Standard Schweißausrüstung in Kombination mit ein automatisiertes Kontrollsystem. Dies ermöglicht Schweißen von Material, das dreidimensional aufgebaut werden soll Gegenstände aus Metall. Während die Auflösung von WAAM ist niedriger als bei anderen Metalldruck Methoden kommen die größten Vorteile aus der Potential zum Drucken großflächiger Strukturen auf einer relativ hohe Produktionsgeschwindigkeit. Forschung zu WAAM an den ISM+D-Schwerpunkten über seine mögliche Verwendung in der bebauten Umwelt. Zu den aktuellen Forschungsthemen gehören der Einsatz von WAAM soll dünnes Freiformblech verstärken Fassadenelemente, die Herstellung von funktional-abgestufte Gitterstrukturen, sowie stahlbedruckte Fassadenanschlüsse.

Glas

Glas ist ein einzigartiges und unverzichtbares Material in der Bauindustrie, das in seiner Kombination aus Festigkeit, Transparenz und Haltbarkeit beispiellos ist. Mit AM Glass erforschen wir die Möglichkeit, komplexe Glasgeometrien auf und senkrecht zu einer Glasgrundplatte zu drucken. Das aktuelle Ziel von AM Glass besteht darin, mögliche Geometrien in einem iterativen Prozess zu entwerfen, herzustellen, zu analysieren und zu optimieren. Dabei bietet die mit dieser Technologie gebotene Formfreiheit nicht nur die Möglichkeit der Integration der Lastabtragung durch eine additiv hergestellte Verbindung, sondern es können auch individuelle Verstärkungen der Glasplatten durch spannungsorientierte Versteifung erreicht und Verbesserungen bei Isolierglaseinheiten vorgestellt werden.

Kunststoff

Mit unseren 3D-Druckern für Kunststoff ist es möglich Erstellung der ersten Prototypen und Mock-ups für Forschungsprojekte zur Überprüfung ihrer Geometrien in einem kleineren Maßstab. Darüber hinaus hat unser Labor produziert spezielle Komponenten für experimentelle Aufstellungen, die perfekt angepasst werden können zu den jeweiligen Experimenten. Auch im Unterricht, mit Hilfe von mehrfarbigen Anschauungsmodelle, konstruktive Beziehungen kann in allen drei Dimensionen dargestellt werden. Der Druck erfolgt in FDM und SLA-Prozesse und bietet eine breite Palette von verschiedene Kunststoffe, die je nach Bedarf ausgewählt werden können über ihre beabsichtigte Verwendung.