Automatisierte, qualitätsgesicherte Prozesse zur Schnellfertigung adaptiver, bewehrter Betonmodule – Umsetzung in eine Forschungsanlage

Abstract

Abstrakt Modulbauweisen mit Baukastenprinzip ermöglichen günstiges und schnelles Bauen. Notwendig sind dazu geometrisch wie materiell präzise gefertigte Module, was sich mit industrieller Vorfertigung umsetzen und weitgehend automatisieren lässt. Allerdings sind derartige Vorfertigungen noch wenig verbreitet und auf gleichartige Serienbauteile wie etwa Schwellen beschränkt. Im Beitrag wird eine Großforschungsanlage entwickelt, die die einzelnen Schritte einer automatisierten Präzisionsfertigung variabel hält und sie so für beliebig flächige oder stabförmige Module öffnet. Mit der Anlage lassen sich die einzelnen Prozessschritte von Schalen, Bewehren, Betonieren, Härten oder Qualifizieren erarbeiten, der Gesamtprozess als qualitätsgesicherte Schnellfertigung mit Fließprinzip entwickeln oder sinnvolle Veränderbarkeiten (Adaptivität) wie etwa in Querschnittsabmessungen oder ‐formen testen. Zur Automatisierung sind drei Roboter integriert. Sie setzen Freiformschalungen und Einbauteile, schweißen Bewehrungen oder qualifizieren geometrisch mit Lasern und Stereokameras sowie mechanisch mit Rückprallhammer. Eine spezielle Härtekammer mit Umluft und Heizplatten mit direktem Kontakt zu den Stahlschalungen ermöglicht geregelte Wärme‐ und Feuchtebehandlungen für Härtezeiten bis unter einer Stunde. Als Teil des Digitalen Zwillings der Anlage wird ein Simulationsmodell entwickelt, was vorab insbesondere die Roboterbewegungen verbessert.