Cyber-physical fabrication of functionally graded concrete components

Dieses Forschungsprojekt befasst sich mit der Entwicklung einer Fertigungsplattform zur Herstellung funktional gradierter Betonbauteile für Mehrgeschossbauten, die unter Berücksichtigung der Tragfähigkeit ein hohes Maß an Ressourceneffizienz aufweisen. Das Projekt wird gemeinsam mit dem ISYS und dem IWB der Universität Stuttgart bearbeitet. Zusammen mit dem Projekt RP-1 “Co-Design of functionally graded concrete building system”, umfasst es den Beitrag des ILEK zum DFG Cluster of Excellence "Integrative Computational Design and Construction for Architecture".

Ausgehend von geometrischen, mechanischen und bauphysikalischen Randbedingungen behandelt das Forschungsprojekt neben der Konzeption der gesamten Prozesskette, vom Entwurf bis zur Fertigung, ebenfalls die Definition der Fertigungsprozesse für innere Gradierungen, Verbindungselemente, äußere Schalsysteme sowie Systeme zum Betonaustrag und der Fügung. Der Prozess integriert digitale Implementierungen von Methoden zu Entwurf und Optimierung mit physikalischen Prozessen - wie dem fein abgestimmten Mischen von Hochleistungsbeton und dessen präziser Extrusion - sowie digitale Methoden zur Prozessplanung und -steuerung.

Insgesamt soll das Gewicht der Bauteilkomponenten minimiert, die Möglichkeiten einer Fertigung vor Ort erweitert und die Umweltauswirkungen reduziert werden, um den heutigen sozialen und ökologischen Herausforderungen gerecht zu werden und die Schaffung einer lebenswerten Umwelt für zukünftige Generationen zu gewährleisten.

Das Projekt wird in enger Zusammenarbeit mit dem oben genannten RP-1 “Co-Design of functionally graded concrete building system“ durchgeführt und umfasst Kooperationen mit der cyber-physikalischen Bauplattform sowie dem ganzheitlichen Qualitätsmodell.