Shotcrete 3D Printing (SC3DP)

Mit der additiven Fertigung (AF) steht eine Technologie bereit, die das Potenzial hat, die Herstellung von Betonbauteilen grundlegend neu zu denken. Traditionell wird Beton in Schalungskörper gegossen, und die Kosten für den Schalungsbau haben einen wesentlichen Einfluss auf die Freiheit der Formgebung sowie den Materialeinsatz. An der TU Braunschweig wurde in den vergangenen Jahren mit dem Shotcrete 3D Printing (SC3DP) eine AF-Technologie entwickelt, welche die geometrischen Freiheiten der robotergestützten Fertigung nutzt, um Beton schichtweise aufzutragen und dreidimensionale Betonbauteile herzustellen. Durch diesen grundlegend neuen Fertigungsansatz wird Material nur dort eingesetzt, wo es eine strukturelle, funktionale oder gestalterische Anforderung gibt.

Im Unterschied zum 3D-Drucken von Beton mit Extrusionsverfahren, wo die Betonschichten aufeinander abgelegt werden, wird beim SC3DP-Verfahren die Betonmatrix mit hohem Druck Schicht für Schicht aufgespritzt (Drucken mit Druck). Hierdurch wird ein sehr guter Verbund über die einzelnen Schichten hinweg erzielt. Dies wirkt sich entsprechend positiv auf die Materialeigenschaften aus. Neben den geometrischen Freiheiten durch die robotergestützte Fertigung können innovative Werkstoffentwicklungen der vergangenen Jahre, beispielsweise ultrahochfeste Betone, in die SC3DP-Technologie integriert werden und ihr volles Potenzial entfalten.

Im Vortrag wird der aktuelle Stand der Entwicklung der SC3DP-Technologie vorgestellt und es werden weiterführende Forschungen zur Integration von Bewehrung sowie der Oberflächennachbearbeitung thematisiert.