Einzigartige Betonstrukturen werden möglich: Forscher aus Singapur entwickeln synchron arbeitende 3D-Drucker-Roboter für Beton

Ein Forscherteam der Nanyang Technological University Singapur (NTU Singapur) entwickelte eine Methode mit der zwei Roboter gleichzeitig und aufeinander abgestimmt eine Betonstruktur im 3D-Druckverfahren aufbauen können. Die Technologie wurde laut der Pressemitteilungb der NTU Singapur auf Grundlage mehrerer Roboter am Zentrum für 3D-Druck an der NTU entwickelt und im Journal Automation in Construction präsentiert.

Die zwei Roboter der Wissenschaftler um Assistant-Professor Pham Quang Cuong sind bereits für ihren Ikea-Stuhl bekannt, den sie gemeinsam innerhalb von neun Minuten fertigten. Singapur setzt verstärkt auf den 3D-Druck. Zum Beispiel soll jede Grundschule einen 3D-Drucker erhalten und im Juli 2017 eröffnete der asiatische Tigerstaat ein medizinisches 3D-Druck-Zentrum.

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Spezielle Zementformel ermöglicht einzigartige Betonkonstruktion

Eine spezielle für den 3D-Druck geeignete Zementformel soll einzigartige Betonkonstruktionen erlauben, die mit klassischen Gussverfahren nicht möglich wären. Mit der Formel können Baustrukturen kurzfristig auf Anfrage und in kurzer Zeit hergestellt werden. Zur Zeit sind für große Betonstrukturen Großformat-3D-Drucker erforderlich und meist nicht praktikabel. Von den Robotern der NTU sind Betonstrukturen mit einer Größe von 1860 mm x 460 mm x 130 mm in acht Minuten gedruckt worden. Das Aushärten beanspruchte zwei Tage und die endgültige Festigkeit wurde in einer Woche erreicht.

Nach Vorstellung der Forscher sollte eine Gruppe von Robotern zu einer Baustelle transportiert werden. Wenn sie mit den Betonstrukturen fertig sind, werden sie zum nächsten Projekt gefahren. Das Verfahren besteht aus mehreren Schritten, startet mit dem Design am Computer und der Zuweisung eines ausgewählten Teils an einen der zwei Roboter. Dank eines speziellen Algorithmus geraten die Roboterarme während eines Drucks nicht aneinander.

Basierend auf exakten Positionsangaben bewegen sich die Roboter im Arbeitsraum und fertigen aufeinander abgestimmt die Objekte, wodurch sich die Verbindungen zwischen ihnen überlappen. Im Anschluss wird der sehr flüssige Beton gleichmäßig gemischt und synchronisiert zugeführt, damit ein konsistentes Ergebnis erzielt wird. Von den US-Marines wurde Ende August in nur per 3D-Druck eine Kaserne von 46,5 qm Größe aus Beton gefertigt.

Die Wissenschaftler wollen in der nächsten Phase zusätzliche Roboter einbinden, um noch größere Bauelemente per 3D-Druck herzustellen. Eine gleichbleibende Leistung soll mit optimierten Algorithmen erreicht werden und der Beton soll eine bessere Aushärtung erfahren. Über die weitere Entwicklung halten wir Sie in unserem Newsletter auf dem Laufenden (hier abonnieren).

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