Zusammenarbeitende mobile Roboter für Betondruck

Ansätze für 3D-Druck mit Beton oder anderen Baustoffen liegen im Trend. Ein Forschungsteam der technischen Nanyang Universität in Singapur (NTU Singapore) hat nun mobile Roboter für Betondruck entwickelt. Diese können zusammen an einem Druck-Modell arbeiten. Die verwendeten Roboter können mit Hilfe von Düsen Beton drucken.

Es gibt bereits diverse Projekte, die sich mit 3D-gedruckte Häuser beschäftigen. So wurden zum Beispiel für das “Project Milestone” in Eindhoven fünf 3D-gedruckte Häuser präsentiert. Auch in Frankreich wurde erst kürzlich ein ähnliches Haus bezogen. Ebenso engagieren sich Unternehmen wie Umdasch, WinSun oder Contour Crafting mit dem Thema.

Das Problem bei vielen Projekten dabei ist aber, dass die Maschinen, die für den 3D-Druck benötigt werden, dabei größer als das Haus sein müssen und der Druck oft lange dauert.

Kürzlich veröffentlichte ein Team der NTU Singapore ein Paper in der Zeitschrift “Automation in Construction” mit dem Namen “Large-scale 3D Printing by a Team of Mobile Robots“. Die Forscher erklären wie sie mit mobilen Robotern, die Beton drucken können, zusammenarbeiten.

Das Abstract des Beitrags über die Roboter für Betondruck

Scalability is a problem common to most existing 3D printing processes, where the size of the design is strictly constrained by the chamber volume of the 3D printer. This issue is more pronounced in the building and construction industry, where it is impractical to have printers that are larger than actual buildings. One workaround consists in printing smaller pieces, which can then be assembled on-site. This workaround generates however additional design and process complexities, as well as creates potential weaknesses at the assembly interfaces. In this paper, we propose a 3D printing system that employs multiple mobile robots printing concurrently a large, single-piece, structure. We present our system in detail, and report simulation and experimental results. To our knowledge, this is the first physical demonstration of large-scale, concurrent, 3D printing of a concrete structure by multiple mobile robots.

Bestehende Probleme

Der Roboterarm befindet sich auf einer beweglichen Basis, wodurch die Roboter flexibler als herkömmliche Systeme sind. Auch die Aufteilung der Arbeit reduziert die Bearbeitungszeit enorm. Kleine mobile Roboter können auch Strukturen bauen, die derzeit nur schwierig zu errichten sind. So könnten sie Höhlen sichern oder sogar auf anderen Planeten Gebäude herstellen.

Das Team arbeitet bereits seit mehreren Jahren an diesem Projekt, konnten aber noch kein voll ausgereiftes System entwickeln. So findet die Positionierung der Roboter noch mit Hilfe einer Kamera statt und es kann nur gefahren oder gedruckt werden, nicht beides gleichzeitig. Die Systeme arbeiten auch noch nicht autark, so ist eine Erkennung von Hindernissen wie Menschen noch nicht realisiert.

Ähnliche Projekte

Das IAAC, Institute for advanced architecture of Catalonia, stellte 2014 ein ähnliches Konzept für das Drucken von Beton vor. Das Team nannte die Roboter Minibuilder. Auch diese sollten gemeinsam an Objekte aus Beton arbeiten.