Additiver Aluminiumleichtbau für das Bauwesen

Tragstrukturen aus Alumuminium nehmen in der Realisierung einer ikonenhaften Architektur eine zentrale Rolle ein. Fassadenkonstruktionen und Profilelemente und -schienen aus Aluminium finden häufig Anwendung im Bau von Freiformfassaden. Diese benötigen flexibel herstellbare Verbindungselemente für Aluminiumprofile und Fassadenkopplungselemente. Diese können mithilfe einer Topologieoptimierung können in Anlehnung an die Natur (Bionik) materialsparende, festigkeits- und steifigkeitsangepasste Verbindungselemente und Fassadenkopplungselemente hergestellt werden, um die einwirkenden Lasten besser aufnehmen und auf die Unterkonstruktion ableiten zu können. Die Motivation leichter Verbindungselemente geht in der Regel mit dem Wunsch einer hohen Steifigkeit einher um große Verformungen der Gesamtstruktur zu verhindern. Die Dafür benötigte Herstellungstechnologie muss es ermöglichen auch großvolumige Strukturen (>500x500x500 mm) herstellen zu können. Im Weiteren sollte dafür eine günstige Anlagentechnik zur Verfügung stehen. In diesem Forschungsvorhaben soll eine lichtbogenbasierte Fertigungstechnologie für die Herstellung topologieoptimierter Verbindungselemente und Fassadenkopplungselemente entwickelt werden. Es werden Lösungen zur Übertragung auf den Maßstab des Bauwesens gesucht, um den 3D-Druck mittels drahtbasierter, additiver Lichtbogentechnik für die Anforderungen des Bauwesens zu entwickeln. Es werden unterschiedliche Aluminiumlegierungen hinsichtlich ihrer mechanisch-technologischen Eigenschaften, ihrer Verarbeitbarkeit und der Eignung für die additive Fertigung im Bauwesen untersucht. Die Integration zusätzlicher Funktionen in zukünftige Konstruktionen wird ohne höhere Konstruktionsgewichten bzw. Transportabmessungen möglich.