DBFL

Digital Building Fabrication Laboratory - DBFL Robotergesteuerte Fertigung von großformatigen Bauteilen und Elementen im Bauwesen

2017 | Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Digital Building Fabrication Laboratory (DBFL)

Das DBFL Labor ist in seiner Konzeption und Ausführung einzigartig und stellt die Basis für die Forschung im Bereich der digitalen Baufabrikation am Institut für Tragwerksentwurf (ITE) und der Technischen Universität Braunschweig dar. Ziel des DBFL ist es mit Hilfe robotergesteuerter Produktionsverfahren, neueste Erkenntnisse in der Materialtechnologie mit innovativen Konstruktionsideen zusammenzuführen, um ressourceneffiziente Tragstrukturen im Bauwesen zu entwickeln. Die Anlage wird von verschiedenen Arbeitsgruppen sowie Instituten genutzt. Hierbei findet die Projektarbeit hauptsächlich interdisziplinär zwischen Instituten des Bauwesens, des Maschinenbaus und der Informatik statt. Die primäre Nutzung der Anlage liegt im Bereich der Grundlagenforschung. Prozesse wie zum Beispiel das „Shotcrete 3D Printing“, „Jointing Principles for AM Processes” oder „Robotic Rammed Earth” werden bereits am DBFL bearbeitet und erforscht. Ziel ist es im Bauwesen durch eine gesteigerte Komplexität in der Fertigung und einen Transfer von hochoptimierten Fertigungsverfahren aus der Automobil- und Luftfahrtindustrie einen effizienteren Einsatz von Ressourcen in Form von Material und Energie zu erreichen.

Technische Eigenschaften des DBFL

Das DBFL Labor vereint Eigenschaften klassischer Bearbeitungszentren wie hoher Steifigkeit und absoluter Bahngenauigkeit mit der Flexibilität von robotergestützten Systemen. Es verfügt über die Grundfähigkeit Material additiv (u.a. Betonspritzverfahren) aufzubauen, hochfeste Materialien subtraktiv zu bearbeiten, Oberflächen optisch zu prüfen und variable Handlingprozesse (Pick and Place) dynamisch durchzuführen. Mit mehreren frei im Raum orientierbaren Bearbeitungsköpfen können Fertigungsprozesse, unter rauen Umweltbedingungen und sensorischer Überwachung synchron und kooperativ, aber auch zeitlich eng gestaffelt durchgeführt werden. Es wird dabei ein großer Arbeitsbereich zur Produktion maßstäblicher Architekturbauteile abgedeckt.

Das DBFL ist für schnelle Prozesszyklen, geringe Wartung und schnelle Umrüstzeiten ausgelegt, was die Durchführung verschiedener Experimente im selben Arbeitsraum ermöglicht. Werkzeuge können durch Roboterflansche und standardisierte Schnittstellen flexibel angepasst und eingesetzt werden. Durch die Kombination dieser Fähigkeiten können hochkomplexe Prozesse zum Aufbau graduierter Materialsysteme multidirektional durchgeführt werden ohne das Werkstücke dabei bewegt werden müssen. Das DBFL ist mit diesen Merkmalen einzigartig und für derzeitige und zukünftige Forschungsaufgaben flexibel ausbaubar.

Im Jahr 2023 wird das DBFL um eine automatisierte Beton-Mischanlage erweitert. Diese Einheit erhöht das Maß der Automatisierung der Prozesse und bringt neue Möglichkeiten für Produktionsverfahren und die Herstellung großformatiger Bauteile.

Das DBFL ist für schnelle Prozesszyklen, geringe Wartung und schnelle Umrüstzeiten ausgelegt was die Durchführung verschiedener Experimente im selben Arbeitsraum ermöglicht. Werkzeuge können durch Roboterflansche und standardisierte Schnittstellen flexibel angepasst und eingesetzt werden. Durch die Kombination dieser Fähigkeiten können hochkomplexe Prozesse zum Aufbau graduierter Materialsysteme multidirektional durchgeführt werden ohne das Werkstücke dabei bewegt werden müssen. Das DBFL ist mit diesen Merkmalen einzigartig und für zukünftige Forschungsaufgaben flexibel ausbaubar.