Subtractive Manufacturing Unit (SMU)

• Fachliche Zuordnung: Bauwesen und Architektur
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 524727162

Der durchgängige Einsatz digitaler Technologien vom Entwurf bis zur Fertigung ist der Schlüssel für eine zukünftige ressourceneffiziente Bauwirtschaft. Dies gilt insbesondere für neue Technologien wie die Additive Fertigung, denn beim sogenannten 3D-Drucken wird Material ohne Formenbau nur dort aufgetragen, wo es funktional erforderlich ist. Der TRR Additive Manufacturing in Construction (AMC) der beiden Technischen Universitäten Braunschweig und München erforscht aktuell die Grundlagen der Additiven Fertigung material- und technologieübergreifend für die zukünftige automatisierte Anwendung im Bauwesen. Neben der freien Formgebung bieten vor allem die Zeitersparnis und der deutlich geringere Materialeinsatz enorme Vorteile. Insbesondere beim 3D-Drucken mit Beton gewinnt die subtraktive (Nach-) Bearbeitung zunehmend an Bedeutung. Dies betrifft sowohl die Nachbearbeitung der charakteristischen wellenförmigen Oberflächen, aber auch die nachträgliche hochpräzise Herstellung von Kontaktflächen für statisch-konstruktive Trockenstöße, sowie die Integration von Aussparungen für Ausbauelemente und technische Installationen. Statt aufwendige Bauteile mit Öffnungen zu drucken kann es zielführender sein, diese nachträglich subtraktiv herauszuschneiden. Die "Subtractive Manufacturing Unit (SMU)" bietet im Zusammenwirken mit Forschungen im Bereich der Additiven Fertigung neue Möglichkeiten zur Herstellung komplexer, präziser Konturen, Öffnungen und Verbindungen selbst in dickwandigen Bauteilen aus monolithischen und hybriden Werkstoffen wie Beton, Lehm, aber auch Stahl- und Faserbeton. Des Weiteren eröffnet die SMU auch neue Ansätze im Bereich des Bauens im Bestand. Derzeit wird am Institut für Tragwerksentwurf die Weiterverwendung von bestehenden Betonfertigteilbauten erforscht. Ziel ist des Projektes "Fertigteil 2.0" ist es, rückgebaute Fertigteile durch präzise subtraktive Bearbeitung für den erneuten Einsatz aufzubereiten. In Kooperation mit dem DDU der TU Darmstadt und weiteren Industriepartnern werden großmaßstäbliche Bauteile durch CNC-gesteuerte subtraktive Bearbeitung geometrisch und fügetechnisch neu definiert und können als Stützen-, Träger- und Plattenbauteile wiederverwendet werden. Zudem eröffnet die Nutzung dieser innovativen Fertigungsstrategie neue Möglichkeiten für die Herstellung von individualisiertem Küsten- und Hochwasserschutz. Gemeinsam mit dem Leichtweiß-Instituts für Wasserbau (LWI) wurde in 2021 eine Junior Research Group (JRG) "Future Urban Coastlines" installiert, die neue formoptimierte Küstenschützstrukturen auf Basis neue digital gesteuerter Fertigungstechnologien erforscht. Im Rahmen der Forschungen der JRG wird die SMU eine zentrale Rolle spielen. Zusammenfassend wäre die Subtractive Manufacturing Unit ein wichtiger Baustein für die laufenden und zukünftigen interdisziplinären Forschungen im Bereich der digitalen Baufabrikation an der TU Braunschweig und eine ideale Ergänzung zu der vorhandenen Forschungsinfrastruktur.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Subtractive Manufacturing Unit (SMU)
• Gerätegruppe: 2390 Sonstige Baumaschinen und -hilfsgeräte
• Antragstellende Institution: Technische Universität Braunschweig
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Harald Kloft