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Baugerechte Faserverbundsysteme für robotisch gewickelte leichte Dach- und Deckensysteme
Baugerechte Faserverbundsysteme für robotisch gewickelte leichte Dach- und Deckensysteme
10.08.18.7-17.24
07.2017
10.2019
laufend
In diesem Projekt sollen Bauteile für Decken- und Dachtragwerke aus nicht brennbaren Faserverbundmaterialien mit Feuerwiderstandsdauer entwickelt werden. Ziel des Projektes ist es, Material und Herstellungsverfahren ein breites Anwendungspotential im Bauwesen zu eröffnen.
Das Projekt ist aufgeteilt in die Arbeitsstränge Materialauswahl und -Erprobung, Weiterentwicklung von Planungs- und Fertigungsmethoden und der ökologischen sowie ökonomischen Bewertung der Bauweise. Im Bereich der Materialauswahl sollen für den Verbund aus Fasern und Matrix die mechanischen Eigenschaften sowie die Temperatur-, Brand- und Witterungsbeständigkeit anhand von standardisierten Laborversuchen untersucht werden. Gegenstand der Untersuchungen ist auch die Verarbeitbarkeit der Materialkombinationen im Fertigungsprozess. Dieser soll im zweiten Arbeitsstrang weiterentwickelt werden. Dafür sollen u. a. die geometrischen Einschränkungen des Wickelverfahrens so erfasst werden, dass sie für den Entwurf der Komponenten genutzt werden können. Im Ergebnis sollen Entwurfsempfehlungen für Wand- und Dach- bzw. Deckensysteme aus Faserverbundmaterialien formuliert werden.
Eine ökologische und ökonomische Untersuchung der Bauweise im Vergleich zu konventionellen Verfahren soll im Anschluss anhand eines konkreten Versuchsgebäudes durchgeführt werden. In einem ersten Arbeitspaketerfolgt die Auswahl und Optimierung von geeigneten Kombinationen aus wasserglasbasierter keramischer Matrix und Faserwerkstoffen. Untersucht werden sowohl deren mechanische und physikalische Eigenschaften, als auch die Verarbeitbarkeit im Prozess.
Die Weiterentwicklung des Fertigungsprozesses umfasst zum einen die Untersuchung geeigneter Grundgeometrien und der passenden Wickelpfade und zum anderen die Entwicklung eines geeigneten Tränkkopfes für den robotischen Einsatz. Aufgrund von statischen Berechnungen und Optimierungen sollen Entwurfsempfehlungen für Decken- und Dachsysteme aus Faserverbundwerkstoffen erarbeitet werden.
Anhand eines Demonstrationsgebäudes, das voraussichtlich für die Bundesgartenschau 2019 errichtet werden soll, wird abschließend eine ökologische Evaluation und ein Kostenvergleich zu konventionellen Bauweisen durchgeführt.
Projektbeteiligte | |
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Antragsteller/in : |
Universität Stuttgart |
Federführende/r Forscher/in (alternativ Sprecher/in) : |
Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (ITKE), Universität Stuttgart Prof. Dr.-Ing. Jan Knippers Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung (ICD), Universität Stuttgart Prof. AA Dipl. (Hons.) Achim Menges Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) Prof. Dr.-Ing. Markus Milwich fischerwerke GmbH & Co. KG Dr. Joachim Schätzle SGL Technologies GmbH Dr. Alexander Kurek KERAGUSS® Technische Keramik Dipl.-Phys. Olaf Schmenkel KUKA Roboter GmbH Frank Zimmermann |
Fachbetreuer/in im BBSR : |
Felix Lauffer, WB 3 |
Eckdaten | |
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Schlagworte zum Projekt : | Leichtbau, nicht brennbare Faserverbundwerkstoffe mit Feuerwiderstandsdauer, faserverstärkte Keramik, robotische Fertigung, Tragkonstruktionsentwicklung, Dach- und Deckentragwerke |
Einordnung in Zukunft Bau : | Forschungsförderung, Verbundmaterialien/ -konstruktionen, KI/ Robotik/ 3D-Druck, Neue Materialien und Techniken, Forschungsbericht |
Bundesförderung in EUR : | 270.320,00 |