3D-Druck komplexer geometrischer Formen für das Bauwesen

Kooperationsprojekt mit der Züblin AG und MEVA

Verschiedene Kooperationsprojekte haben die Effektivität und Wirksamkeit des Einsatzes von 3D-gedruckten Schalungen bereits bewiesen. Eines der ersten Projekte fand in Kooperation mit der Züblin AG statt. Für das Projekt „Stuttgart 21“– bei dem die Züblin AG an mehreren Bauabschnitten beteiligt ist, sollen im Tiefbahnhof Stützen mit Kelchschultern errichtet werden. Die Besonderheit dieser komplexen Form sind die doppeltgekrümmten Flächen im oberen Abschnitt. Eine Hybridlösung, aus konventionellen Schalungen und Formen aus dem 3D-Druck, schien hier – auch kostentechnisch – sinnvoll.

Als Test wurden vier Schalungselemente in Friedberg im voxeljet Hauptsitz gedruckt und mit Epoxidharz infiltriert. Die 3D gedruckten Elemente bildeten dabei die konturgebende Schalung, die durch ein herkömmliches Trägergerüst gestützt wurde. Die Elemente wurden weiterbearbeitet und optimiert, um einen effizienten 3D-Druck sicherzustellen. Das Gesamtgewicht aller vier Elemente betrug rund 840 Kilogramm. Der 3D-Druck dauerte etwa einen Tag. Im Anschluss musste das Material mit Epoxidharz ausgehärtet werden, was ebenfalls etwa einen Arbeitstag dauerte. Zuletzt wurden die im 3D-Druckverfahren erstellten Schalungselemente aufgerichtet und mit zwei Kubikmetern Beton ausgegossen. Wie die so entstandene Betonstruktur zeigt, konnte die gewünschte komplexe geometrische Form erfolgreich hergestellt werden.

Des Weiteren wurden bei diesem Kooperationsprojekt das Anbringen der Schalrüstung, Ausschalung und das allgemeine Handling der gedruckten Schalungen erfolgreich getestet. Auch konnte man nachweisen, dass die wasserabweisende Schalung aus dem 3D-Drucker problemlos wiederverwendet werden kann, was dieses Verfahren noch wirtschaftlicher macht. Nach einigen vorgelagerten Tests unter laborartigen Bedingungen brachte erst dieser Großversuch für eine konkrete Anwendung, die entscheidenden Erkenntnisse: 

Die Schalungen lassen sich sogar auf eine Dicke von 21 mm reduzieren lassen, wodurch Druckvolumen, Gewicht und Kosten weiter sinken.