Innovative Non-Waste-Wachsschalungen für die Herstellung von hochpräzisen Maschinengestellen aus UHPC

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Harald Kloft
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb ; Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik ; Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 387520741

• Erstellungsjahr: 2020

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Zusammen mit zwei Anwendungspartnern soll im Rahmen des vorliegenden Erkenntnistransfer-Projekts die „Non-Waste-Wachsschalungstechnologie“ für die industrielle Herstellung von hochpräzisen Maschinengestellen aus Ultrahochleistungsbeton (UHPC) weiterentwickelt und hinsichtlich ihrer Robustheit, Praktikabilität und Wirtschaftlichkeit im industriellen Einsatz optimiert werden. Ziel ist es, die Kosten für den Schalungsbau der Maschinengestellen - insbesondere für die Prototypenschalungen aber auch für Kleinserien - deutlich zu senken und so effizientere Schalungssysteme und Maschinenbauteile aus UHPC herstellen und auf dem Markt anbieten zu können. Dafür wurde ein technisches Wachs mit Hilfe von pulverförmigen Füllstoffen verbessert. Die so hergestellten Komposite verfügen über verbesserte bautechnische Eigenschaften. So konnte die Druckfestigkeit um bis zu 100 % gesteigert werden. Auch die chemisch bedingte Volumendehnung beim Übergang vom flüssigen in den festen Aggregatzustand konnte durch die Füllstoffe verringert werden. Die robusteren Wachs-Füllstoff-Komposite sind durch die Substitution von Wachs, durch günstigere Füllstoffe, auch kostengünstiger als das reine Wachs. Ebenfalls untersucht wurde das Problem der rissfreien Herstellung von großen, monolithischen Wachsblöcken, welche nötig ist, um im industriellen Prozess Anwendung zu finden. Dieses konnte durch das trennen des erstarrenden flüssigen Wachses von der Gussform gelöst werden. Abschließend ist festzustellen, dass die entwickelten Wachs-Füllstoff-Komposite sich, genau wie das reine ConFormWax, zur ökologischen Herstellung von freigeformten und hoch präzisen Betonschalungen eignen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• “Digitally Fabricated Innovative Concrete Structures,” in ISARC 2018
  E. Herrmann, J. Mainka, H. Lindemann, F. Wirth, and H. Kloft
  
• “Industrializing the Non-Waste-Wax-Formwork technology,” in Proceedings of the 1st International Conference on Concrete and Digital Fabrication, Digital Concrete (ICCDF) 10-12 September, Ed., Zurich, 2018, pp. 153–154
  J. Mainka, F. Wirth, E. Herrmann, and H. Kloft