Forschungsteam entwickelt modulare Infrastruktur für militärische Anwendungen

Ein Forschungsteam der University of Nevada, Reno arbeitet an einem innovativen Ansatz, um militärische Infrastruktur in Konfliktgebieten effizient bereitzustellen. In Zusammenarbeit mit dem U.S. Army Engineer Research and Development Center entwickelt das Team unter der Leitung von Prof. Floriana Petrone und Prof. Sherif Elfass eine Methode zur Herstellung von modularen Bauwerken mittels 3D-Druck. Das Projekt wird vom U.S. Department of Defense gefördert und soll bis Juni 2025 abgeschlossen sein.

Im Fokus stehen Betonmodule in Form von „LEGO-ähnlichen“ Segmenten, die mittels 3D-Druck hergestellt werden. Diese Module ermöglichen den Bau von Brücken oder Gebäuden, die bei Bedarf vor Ort zusammengesetzt und später wieder demontiert werden können. Eine kürzlich durchgeführte Belastungsprobe in einem groß angelegten Labor zeigte, dass eine aus sieben Modulen bestehende Testbrücke eine Last von bis zu 3.000 Kilogramm tragen konnte. Daten aus dieser und weiteren Tests fließen in numerische Simulationen ein, um die strukturelle Integrität und die Belastbarkeit solcher Konstruktionen zu analysieren. „Wir verfolgen einen strukturierten Ansatz“, sagte Petrone, „und bringen Strenge in unsere Herangehensweise an den Druck ein.“

Ein entscheidender Vorteil des Ansatzes ist die Möglichkeit, die Module mit einfachen Kabelverbindungen zusammenzusetzen, die ohne spezielle Ausrüstung installiert werden können. Dies ist besonders relevant für den Einsatz in abgelegenen oder konfliktbelasteten Regionen, wo herkömmliche Baumaterialien oder Werkzeuge oft nicht verfügbar sind. „Alles könnte vor Ort manuell zusammengebaut werden“, erklärte Petrone über das Kabelsystem, da in einer Konfliktzone möglicherweise keine Spezialausrüstung verfügbar ist.

Die Kombination aus 3D-Druck, segmentalem Bau und numerischer Modellierung bietet eine vielversprechende Grundlage für die Entwicklung skalierbarer und robuster Infrastruktur.

„Die Integration von numerischer Modellierung mit 3D-Druck und segmentalem Bau bietet ein leistungsstarkes Werkzeug, um die strukturelle Leistung bereits vor Baubeginn vorherzusagen“, schrieb Elfass. „Dies ermöglicht es Ingenieuren, die Platzierung der Segmente und das Design der gedruckten Komponenten zu optimieren, um sicherzustellen, dass gedruckte Strukturen die notwendigen Anforderungen an Stärke und Haltbarkeit unter verschiedenen Bedingungen erfüllen.“

Das Projekt zeigt, wie moderne Technologien dazu beitragen können, die Flexibilität und Effizienz militärischer Operationen zu steigern.