Der Sonderforschungsbereich TRR 277 „Additive Manufacturing in Construction (AMC) - The Challenge of Large Scale“ zielt darauf ab, die additive Fertigung (AM) in interdisziplinärer Grundlagenforschung als neuartige digitale Fertigungstechnologie im Bauwesen umfassend zu untersuchen und damit die Rahmenbedingungen für die Einführung in der Bauwirtschaft zu schaffen.
Die additive Fertigung unterscheidet sich grundlegend von den herkömmlichen überwiegend manuellen Fertigungstechniken im Bauwesen, welche auf geringe Lohnkosten ausgelegt sind, zulasten der Materialeffizienz. Ziel von AMC ist es, Material nur dort einzusetzen, wo es eine Funktion erfüllt und damit den Weg für einen ressourceneffizienten Einsatz von Materialien mit hoher Gestaltungsfreiheit im Bauwesen zu bereiten.
Fördergeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG)
Projektpartner
AMC hat das Potenzial, sich zu einer Schlüsseltechnologie für die Digitalisierung der Bauwirtschaft zu entwickeln. Um dieses Potenzial voll auszuschöpfen, müssen Design, Engineering und Fertigung grundlegend überdacht und neue digital gesteuerte Methoden entwickelt werden. Insbesondere die Zusammenführung von AM Fertigungstechnologien mit Building Information Modelling (BIM) Planungsmethoden ermöglicht es, die Fertigungsprozesse auf Designstrategien abzustimmen, und somit leichte, freigeformte und ressourceneffiziente Strukturen herzustellen. Während die additive Fertigung in anderen Industriezweigen bereits eine alternative Fertigungstechnik darstellt, gibt es bei der Einführung von AMC noch grundsätzliche Herausforderungen zu lösen. Erstens, der Transfer von AM-Technologien in den großen Maßstab der Bauindustrie; zweitens, die notwendige Materialvielfalt, die durch die komplexen funktionalen Anforderungen an ein Gebäude bestimmt wird; und drittens, der erforderliche hohe Grad an Individualisierung und Flexibilität im Bauwesen.
Die durchgängige Digitalisierung ist von entscheidender Bedeutung für die erfolgreiche Einführung der additiven Fertigung im Bauwesen. Projektbereich C „Design and Construction“ erforscht daher von Anfang an die digitalen Schnittstellen zu den vorlaufenden Planungsprozessen sowie den nachlaufenden Prozessen der Bauausführung. Die Interaktion zwischen digitalen Modellen und physischen Objekten bildet die methodische Verbindung des vorgeschlagenen TRR 277 und ist Grundlage für die Vernetzung zwischen den Projektbereichen A, B und C (digital twin relationship). Die Vernetzung über die Projektbereiche hinweg wird durch großformatige reale AM-Bauteile und ihre digitalen Zwillinge realisiert.
Als zentrales Thema des Forschungsprogramms werden Werkstoffentwicklungen und Herstellungsverfahren als untrennbare Einheiten betrachtet. Im zentralen Projektbereich A „Materials and Processes“ werden daher verschiedene Material-Prozess-Kombinationen erforscht. Der Projektbereich B „Modelling and Control“ stellt die Robustheit der AM-Prozesse durch zugeordnete Modellierungs- und Simulationsprojekte sowie adaptiven Fertigungsstrategien mittels Online-Prozesskontrolle sicher.
Prof. Dr.-Ing. Harald Kloft
Technische Universität Braunschweig
Institut für Tragwerksentwurf
Pockelsstraße 4
38106 Braunschweig
Tel.: 0531 391-3571
E-Mail: h.kloft(at)tu-braunschweig.de
ite.tu-braunschweig.de
