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Fast Complexity: Additive Manufacturing für Beton-Fertigteilplatten

Beton ist für 8% unseres globalen Kohlenstoff-Fußabdrucks verantwortlich. Mehr denn je ist es heute unerlässlich, Beton effizienter zu nutzen. Im Rahmen des Projekts “Fast Complexity” können mithilfe von Optimierungsalgorithmen komplexe Gebäude entworfen werden, die weniger als die Hälfte der Betonmenge verbrauchen. Dennoch ist es so, dass man durch die verfügbaren Herstellungstechnologien begrenzt ist. Mit den herkömmlichen Schalungslösungen können nur vordefinierte Geometrien mit begrenzter Anpassungsfähigkeit gebaut werden.

Um dieses Problem in Angriff zu nehmen, schlägt das Team hinter dem Projekt eine automatisierte Lösung vor, welche die Herstellungsgeschwindigkeit des 3D-Drucks von Beton und die geometrische Präzision wiederverwendbarer Schalungen kombiniert. Diese Methode wird anhand eines Strukturplatten-Prototypen demonstriert.

Um dies zu ermöglichen, wurde ein innovatives Verfahren entwickelt, das es erlaubt die Aushärtungsgeschwindigkeit des 3D-Druckbetons dynamisch zu steuern. Diese digitale Steuerung der Materialeigenschaften bedeutet, dass sowohl flüssiger Beton extrudiert werden kann, der die komplexe Oberfläche der Schalung perfekt nachbildet, als auch einen schnell abbindenden Beton, der keine zusätzliche Schalung für die obere Struktur benötigt.

Die vorgeschlagene Methode erlaubt die Umsetzung einer radikal neuen Ästhetik in Platten mit funktionalen Merkmalen auf beiden Seiten. Darüber hinaus beinhaltet die Methode weniger digitale Herstellungsprozesse, erfordert weniger manuelle Arbeit und ist ressourceneffizienter im Vergleich zu den hochmodernen Herstellungsalternativen für maßgefertigte Decken. Ausgehend von diesen Überlegungen zielt Fast Complexity darauf ab, ein vielfältigeres Repertoire an kontextualisierten Entwurfslösungen in realen Gebäuden zu ermöglichen.

Das Team besteht aus Ana Anton, Andrei Jipa, Prof. Benjamin Dillenburger (Digital Building Technologies) und Lex Reiter (Physical Chemistry of Building Materials). Technischen Support gibt es von Eleni Skevaki, Yoana Taseva, Tobias Hartmann, Matthias Bernhard, Pietro Odaglia (Digital Building Technologies) sowie Philippe Fleischmann, Andreas Reusser, Achilleas Xydis (ETH Zürich) und Stefan Miesel (BASF Master Builders Solutions).

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