Braunschweig. Die Forschung zum 3D-Druck im Bauwesen an der Technischen Universität Braunschweig und der Technischen Universität München wird für weitere vier Jahre von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert. Man erhofft sich eine "neue Ära für nachhaltiges Bauen", wie es in einer Pressemitteilung der TU Braunschweig heißt.
Herkömmliche Bauprozesse seien geprägt von ineffizienter Materialausnutzung, hoher Umweltbelastung und stagnierender Produktivität. Vor dem Hintergrund einer wachsenden Weltbevölkerung und einem steigenden Bedarf an Wohnraum stoße das Bauwesen an seine Grenzen. Angesichts dieser Herausforderungen und der globalen Bedeutung des Bausektors als einer der Hauptverursacher von CO2-Emissionen mit einem riesigen Ressourcenverbrauch sei die Frage der Zukunft zentral: Wie können wir mehr Wohnraum und Infrastruktur schaffen mit weniger Material und geringeren Emissionen?
Vier Jahre Förderung
Daran forscht der Sonderforschungsbereich TRR 277 „Additive Manufacturing in Construction“ (AMC) von TU Braunschweig und TU München. Ende November hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft die Förderung des Forschungsverbunds zum 3D-Druck im Bauwesen um vier Jahre verlängert.
Vorstand des Sonderforschungsbereichs: Christoph Gehlen, Harald Kloft, Annika Raatz, Norman Hack, Klaudius Henke, Kathrin Dörfler und Dirk Lowke (v. li.). Foto: TRR 277 AMC / Cecilia Ahumada
„Die Fortführung des DFG-geförderten Sonderforschungsbereichs zum 3D-Druck im Bauwesen markiert einen bedeutenden Schritt in Richtung einer innovativen und nachhaltigen Zukunft des Bauwesens“, sagt die Präsidentin der TU Braunschweig, Angela Ittel. „Die Forschungsgruppe setzt Maßstäbe für bautechnologische Exzellenz und gestaltet aktiv die Transformation der Bauindustrie durch fortschrittliche 3D-Drucktechnologien. Die kontinuierliche Kooperation beider Universitäten vertieft dabei nicht nur erfolgreich die transregionale, interdisziplinäre Forschung, sondern fördert auch den Wissens- und Technologietransfer.“
"Bauen neu denken"
„Der 3D-Druck, auch additive Fertigung genannt, ist die digitale Schlüsseltechnologie für den Bausektor. Diese Technologie ermöglicht nicht nur den schichtweisen Aufbau von Bauteilen in dreidimensionaler Form wie beim üblichen 3D-Druck, sondern integriert nahtlos Material und Herstellungsprozess. Das bedeutet, dass wir Bauen neu denken: Mit welchem Material unter Anwendung welches 3D-Druckverfahrens kann man welches Bauteil am sinnvollsten herstellen? Damit eröffnen die digital gesteuerten additiven Fertigungsprozesse der Bauwirtschaft neue produktive und umweltverträgliche Bauweisen“, erläutert der Sprecher des Sonderforschungsbereichs, Professor Harald Kloft von der TU Braunschweig.
In den ersten vier Jahren des Forschungsverbunds haben die Wissenschaftler die Voraussetzungen geschaffen, um die additive Fertigung im großen Maßstab des Bauwesens anzuwenden – wie die Erforschung verschiedener 3D-Drucktechnologien, Möglichkeiten, die Bewehrung zu integrieren oder den 3D-Druck in die Prozesskette des Bauens einzufügen. In der zweiten Förderperiode, mit dem Untertitel "The opportunity of large impact", wird das Forschungsprogramm ergänzt. Besonders im Betonbau ist die zukünftige Aufgabe, Bauteilmassen zu reduzieren und nötige Bindemittel, die den Beton erst zu Beton werden lassen, energie- und emissionsarm herzustellen. Ebenso wird Lehm als erdbasiertes Material mit innovativen robotischen Verfahren ins Forschungsprogramm aufgenommen. Diese Prozesse bieten neue Möglichkeiten beispielsweise im landschaftlichen Infrastrukturbau, wie im Hochwasserschutz. In einem Teilprojekt wollen die Forscher besonders den ökologischen Aspekt der additiven Fertigung quantifizieren und mittels analytischer Ökobilanzverfahren optimieren.
„Die additive Fertigung ist eine skalierbare Technologie mit globalem Wirkungspotenzial, die effizientere, nachhaltigere und individuell angepasste Bauwerke ermöglicht. Unsere Teilprojekte sind methodisch sehr stark experimentell geprägt und erfordern hochgradig interdisziplinäres Zusammenarbeiten unserer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Bauingenieurwesen, der Architektur und dem Maschinenbau“, sagt Co-Sprecherin Kathrin Dörfler von der TU München.
Ökonomie und Ökologie vereinen
Die Forschungsergebnisse des Transregios 277 AMC hätten das Potenzial, die Baubranche grundlegend zu verändern. Ziel sei es, durch 3D-Drucktechnologien die Anforderungen an Ökonomie und Ökologie zu vereinen und das Bauen produktiver, umweltschonender und bezahlbarer zu machen. Weitere Informationen: www.amc-trr277.de.
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