Der Wassersektor übernimmt die Führung bei der Entwicklung der “Druckinfrastruktur”

United Utilities und ChangeMaker 3D haben erstmals in der britischen Wasserwirtschaft den Einsatz von in 3D gedruckten Betonteilen demonstriert – mit erheblichen Einsparungen bei Kohlenstoff, Kosten und Arbeit. Mit diesem bahnbrechenden Schritt übernimmt der Wassersektor die Führung bei der Entwicklung der neuen Technologie, die als “Printfrastructure” bekannt ist.

Während eines Zeitraums von 12 Monaten hat ChangeMaker 3D in Zusammenarbeit mit United Utilities erfolgreich eine Abwasserkammer in einer der Testanlagen des Versorgungsunternehmens in Cheshire entworfen, 3D-gedruckt und installiert. Nach Abschluss der Tests sagen die Partner, dass dies ein Beweis für das enorme Potenzial des 3D-Drucks im Bauwesen ist und zu weitreichenden Vorteilen für andere Sektoren führen könnte.

Im Fall der Wasserkammer führte “Printfrastructure” zu einer 25-prozentigen Verringerung des Kohlenstoffausstoßes, einer 20-prozentigen Kosteneinsparung und einer 55-prozentigen Verringerung des Arbeitsaufwands im Vergleich zu herkömmlichen Methoden. Das Team verweist auch auf die extrem kurze Bauzeit – die Kammer wurde in weniger als vier Stunden gedruckt, und das bei einer erheblichen Reduzierung der verwendeten Materialien. Das Druckverfahren für die Wasserkammer hat auch Sicherheitsvorteile, da weniger Arbeiten in der Höhe oder in engen Räumen erforderlich sind.

Lisa Mansell, Chefingenieurin (Innovation) von United Utilities, sagte: “Dies ist wichtig für uns, um unser Ziel zu verwirklichen, die Effizienz und Verbesserung in allem, was wir tun, zum Nutzen unserer Kunden voranzutreiben. Die Zukunft ist aufregend für Wasserunternehmen wie United Utilities, die bei der Innovation eine Vorreiterrolle spielen. Wir haben ein riesiges Investitionsprogramm, das wir unter engen Zeitvorgaben umsetzen müssen. Digitale Technologien wie der 3D-Baudruck können eine effiziente Bauweise fördern und uns dabei helfen, unsere Netto-Null-Ziele für Kohlenstoff zu erreichen.”

Natalie Wadley, Mitbegründerin und CEO von ChangeMaker 3D, sagte: “Nach monatelanger harter Arbeit sind wir begeistert, die Wasserkammer vor Ort zu sehen, mit nachgewiesenen Umwelt- und Kostenvorteilen. Sie ist das Ergebnis einer hervorragenden Zusammenarbeit mit United Utilities und unserem Team von Lieferpartnern, darunter CyBe Construction, Costain, Constructure, Ainscough und AutoMutatio. Dank ihnen haben wir mehrere britische Premieren” erreicht – darunter die Entwicklung, den Druck und die Installation eines 3D-gedruckten Betonbauteils für diesen Sektor und den ersten Kranhub einer 3D-gedruckten Struktur in Großbritannien.

Unsere Aufgabe ist es, die Industrie dabei zu unterstützen, einen geringeren ökologischen Fußabdruck zu hinterlassen, und die Umgestaltung der britischen Infrastruktur ist von entscheidender Bedeutung, wenn das Vereinigte Königreich den “Netto-Nullpunkt” erreichen will. Wir glauben, dass 3D-gedruckter Beton das Potenzial hat, das grüne Wachstum zu fördern, das unser Land braucht. Unser Ziel ist es nun, die Zusammenarbeit mit United Utilities fortzusetzen, um die Wirkung zu verstärken. Wir wollen beweisen, dass diese Technologie nicht nur im Wassersektor, sondern auch im Schienen- und Straßenverkehr weit verbreitet sein kann.”

Die Partner haben ein Video mit dem Titel “Printfrastructure – Together for a Net Zero Future” veröffentlicht, das den Weg der Kammer vom Konzept bis zum Test dokumentiert. Es zeigt, wie die Zusammenarbeit zustande kam – angetrieben durch gemeinsame Nachhaltigkeitsziele – und hilft den Zuschauern, sich mit der 3D-Drucktechnologie vertraut zu machen.

ChangeMaker 3D wurde Anfang 2021 für das Innovation Lab von United Utilities ausgewählt – ein hoch angesehener Wettbewerb, in dem neue Ideen entwickelt und auf den Markt gebracht werden. Während eines 12-wöchigen Design Sprints arbeiteten sie mit dem Unternehmen zusammen, um die beste Komponente zu entwerfen und zu demonstrieren. Das Team entschied sich für eine Abwasserverteilerkammer, die nicht nur eine technische Herausforderung darstellte, sondern auch die Möglichkeit bot, einen nachhaltigeren Ansatz für ein Bauteil zu entwickeln, das traditionell viel Kohlenstoff enthält.

Mit der Unterstützung der umfangreichen Fachkenntnisse und Ressourcen des Labors erstellte das Team ein genaues digitales Modell der 1,8 m langen zylindrischen Kammer. Dieses wurde dann von dem niederländischen Technologiepartner CyBe Construction in einer Fabrik gedruckt. Natalie erklärte, dass der Prozess darin besteht, 3D-Mörtel durch einen Roboterarm nach einem präzisen Computerentwurf zu leiten – ein bisschen wie bei der Glasur eines Kuchens. Die Kammer wurde Anfang des Jahres mit einem Kran an ihrem neuen Standort in Cheshire in Position gebracht, wo seitdem weitere Tests stattgefunden haben.

Lisa fügte hinzu: “Während des Prozesses konnten wir alle strengen Tests durchführen, die wir in Bezug auf Festigkeit, Haltbarkeit und Wasserdichtigkeit durchführen wollten. Das ist wichtig, damit unsere Baupartner sich mit der neuen Technologie wohlfühlen, denn schließlich werden wir einige von ihnen bitten, sie zu übernehmen.

“Wir hatten auch den Vorteil, dass wir uns mit den anderen branchenübergreifenden Partnern von ChangeMaker 3D, einschließlich HS2, über bewährte Verfahren austauschen konnten”, fügte sie hinzu. “Indem wir gemeinsam lernen, treiben wir uns selbst weiter voran, zum Nutzen des gesamten Vereinigten Königreichs”.

Luke Wadley, Mitbegründer von ChangeMaker 3D, ist überzeugt, dass die Technologie jungen Menschen helfen wird, Fähigkeiten für die Zukunft zu erwerben: “Wir haben die Möglichkeit, junge Menschen auszubilden und zu inspirieren, damit sie die Branche für sich entdecken. Diese Technologie bietet die Möglichkeit, neue Karrieren im Bereich des digitalen und zukünftigen Bauwesens zu eröffnen. Das ist es, was uns am Herzen liegt.”

Lisa stimmte dem zu und fügte hinzu: “Was die Förderung junger Menschen und die Verbesserung der Qualifikationen in der Branche betrifft, so entspricht dies voll und ganz den sozialen Zielen von United Utilities. Diese fantastische Zusammenarbeit kann uns dabei helfen, dies zu erreichen”.

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