Robotergestützte Fabrikation von Bauteilen aus Stampflehm

Das Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit der Entwicklung eines praxistauglichen, wirtschaftlichen Verfahrens zur robotergestützten Fertigung von Bauteilen aus Stampflehm. Es wird ein Prozess konzipiert, der wirtschaftlich konkurrenzfähig sämtliche Bearbeitungsschritte integriert. Durch die vielfältigen Möglichkeiten der robotergestützten Fertigung wird eine traditionelle, ressourcenschonende Bauweise in eine zukunftsweisende Anwendung überführt.
Das angestrebte Verfahren orientiert sich an der traditionellen Stampflehmbauweise, bei welcher mehrere Lagen Lehm-Gestein-Gemisch in einer Schalung verdichtet werden. Dieser Prozess wird heute in der Regel mit händisch geführten pneumatischen Verdichtern durchgeführt, daher ist der manuelle Aufwand heute noch sehr hoch. Hier liegt der Ansatz des Forschungsvorhabens. Geplant ist die Entwicklung eines robotergestützten Herstellungsverfahrens basierend auf dem „DBFL - Digital Building Fabrication Laboratory“ am Institut für Tragwerksentwurf in Braunschweig. Am DBFL werden mit zwei frei im Raum orientierbaren Bearbeitungsköpfen Fertigungsprozesse im 1:1 Maßstab realisiert. Im konkreten Fall könnte die gesamte Prozesskette in der Anlage abgewickelt werden. Von der digitalen Planung über die Herstellung und anschließende Nachbearbeitung wird jeder Schritt am DBFL ausgeführt. Erste prototypische Verfahren zur Verdichtung wurden bereits in kleinmaßstäblichen Versuchen erprobt. Im Unterschied zur traditionellen Bautechnik mit einer fest installierten Schalung, wird hier eine aktive Schalung entwickelt. Da Stampflehmwände unmittelbar ausgeschalt werden können, ist eine stete Vorwärtsbewegung des Schalungselementes möglich. Jedoch muss die richtige Verdichtungstechnologie gewählt und dahingehend optimiert werden, dass bei Erreichen der erforderlichen Packungsdichte möglichst wenig Druck auf die bewegliche Schalung ausgeübt wird. Um Präzisionsverlusten durch Verformung der Schalung vorzubeugen, muss diese dem Druckverlauf im Material entsprechend konstruiert sein.