Injection 3D Printing

Einleitung / Abstract

Das Anwendungsgebiet der neuen Technologie ist der 3D-Druck. Mit dieser Technologie soll der Druck von Bauteilen aus Beton verbessert werden, indem auch geometrisch komplexe und individuelle Bauteile effizient hergestellt werden können.

Hintergrund

Beim Betondruck werden Strategien der Additiven Fertigung auf den Maßstab großformatiger Bauteile im Bauwesen übertragen. Bisher im Stand der Technik bekannte Betondruckverfahren sind das Extrudieren von Betonsträngen und das Partikelbett-Drucken.

Problemstellung

Obwohl bei den o. g. Verfahren in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte erzielt wurden, bleiben wesentliche Probleme bestehen. Insbesondere beim Extrusionsverfahren ist eine freie Formgebung in allen Raumrichtungen infolge des schichtweisen Aufbauvorgangs begrenzt. Durch den schichtweisen Aufbau resultiert weiterhin eine Schwächung der Tragfähigkeit an den Kontaktflächen zwischen den einzelnen Schichten. Zusätzlich sind die Möglichkeiten zum Einbringen von Bewehrung, welche im Betonbau üblich ist, noch begrenzt.

Lösung

Die erfindungsgemäße Technologie basiert grundsätzlich auf dem Prinzip des 3D-Drucks in einer Flüssigkeit. Dieses Verfahren soll sowohl die Problematik der räumlichen Formgebung, der geschwächten Kontaktfläche zwischen den horizontalen Schichten, als auch das der Integration der Bewehrung in zugbeanspruchten Bereichen von Betonbauteilen lösen. Beim „Injection 3D Concrete Printing“ wird zunächst eine Flüssigkeit, welche u. a. die gleiche Dichte wie Beton aufweist, in einen Behälter gegeben. Die Eigenschaften dieser Flüssigkeit sind derart abgestimmt, dass diese als Stützflüssigkeit für die noch unausgehärtete Betonmasse und somit als formgebende Schalung fungiert. Der Beton wird in den flüssigkeitsgefüllten Behälter injiziert bzw. hineingedruckt und anschließend bis zum Aushärten darin „schweben“.

Vorteile

Anwendungsbereiche

Das Anwendungsgebiet der neuen Technologie ist das Fertigen von Bauteilen aus Beton mittels additiver Verfahren.