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Bauteilarmierung

Ref-Nr: TA-GINo236


Kurzfassung

Die vorliegende Technologie beschreibt ein Verfahren zur Armierung generativ hergestellter Formkörper aus einem Zementwerkstoff.


Hintergrund

Früher wurde Beton hauptsächlich unter Verwendung von Schalungen zur Herstellung von Bauwerken, insbesondere Gebäuden oder auch Brücken eingesetzt. Inzwischen ist der Anwendungsbereich vielseitiger. Bspw. werden Maschinenbetten, Möbel und andere Einrichtungsgegenstände mittlerweile aus Spezialbeton gefertigt. Hierbei kommen u.a. ultrahochfeste Betone zum Einsatz, die sich dadurch auszeichnen, dass die so hergestellten Betonformteile bei Erzielung gleicher Festigkeitswerte wesentlich geringere Abmessungen aufweisen. Solche zementgebundenen Werkstoffe können auch zur Herstellung komplexer Bauteile verwendet werden. Zur Formgebung war jedoch bislang weiterhin eine Schalung notwendig, die insbesondere bei komplexen Körpern sehr hohe Kosten verursacht. Bei einer Verarbeitung des Zementwerkstoffes in einem 3D-Druckverfahren entfallen diese Schwierigkeiten. Derart hergestellte Formteile weisen jedoch eine deutlich verringerte Festigkeit auf.


Bilder & Videos


Lösung

Durch die Verwendung von generativen Verfahren (3D-Druck-Verfahren) werden Betonformteile unter Verzicht von Schalungen hergestellt, welche sich durch mehrere Kavitäten z.B. röhrenartige Hohlräume auszeichnen. In diese wird in einem Folgeprozess eine flüssige oder pastöse Masse eingebracht (Abb.). Durch Einbringen bspw. eines Kunststoffes oder Metalls kann das Betonbauteil anschließend nicht nur Druckkräfte, sondern auch Zugkräfte aufnehmen. Die gewünschte Form des Bauteiles wird also zunächst in Form eines digitalen Volumenmodells an einen 3D-Drucker übergeben, welcher die Erstellung des Bauteiles schichtweise vornimmt. Dabei werden auf einer Unterlage mehrere Schichten eines trockenen Zementgemisches übereinander abgesetzt. Nach Aufbringen einer jeden Schicht wird diese mit einem wässrigen Binder versetzt. Daraus ergibt sich dann die gewünschte bzw. benötigte Kontur sowohl im Äußeren als auch im Inneren des Betonbauteiles. In einem nachgeordneten Arbeitsschritt wird die Armierung automatisiert eingebracht. Die innovative Technologie verbindet die Vorteile der 3D-Druckverfahren mit denen zementgebundener Werkstoffe und verarbeitet diese mit Hilfe einer adaptiven Armierung zu komplexen und tragfähigen dreidimensionalen Formkörper.


Vorteile

  • Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung von Kleinserien insbesondere von komplexen Geometrien kosten-, zeit- und ressourcenschonend.
  • Es können mit hoher Genauigkeit individuelle und zugleich statisch optimierte Bauteile nahezu ohne geometrische Einschränkungen hergestellt werden.

Anwendungsbereiche

Verfestigung 3D gedruckter zementgebundener Werkstoffe


GINo Gesellschaft für Innovation Nordhessen mbH

Ute Emde
0561/804-1985
emde@gino-innovativ.de
www.gino-innovativ.de
Adresse
Universitätsplatz 12
34127 Kassel



Entwicklungsstand

Idee


Patentsituation

  • EP 2 755 806 erteilt
  • US 9,676,119 erteilt

Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsführerin)

c/o TransMIT GmbH
Kerkrader Straße 3
D-35394 Gießen