Sandformen für ultrahochfesten Beton

Additive Manufacturing erobert beinahe täglich neue Einsatzfelder im Bereich Architektur. Jetzt nutzt Architekt Philippe Morel vom Studio EZCT Architecture & Design Research in Paris gedruckte Sandformen für die Forschung mit ultrahochfestem Beton.

Die Kürzel UHPC (ultra-high performance concrete) oder deutsch UHFB für ultrahochfesten Beton stehen in der Architektur für eine kleine Revolution. Sie kennzeichnen faserverstärkte Betonsorten, die sich im Gegensatz zu Normalbeton um eine sechs- bis achtfach höhere Festigkeit bei deutlich niedrigerem Eigengewicht auszeichnen. Die signifikant höhere Gefügedichte von UHFB sorgt zudem für eine ausgezeichnete Werkstoffqualität ohne Poren und Mikrorisse.   

Im Mittelpunkt der Forschungsarbeiten des EZCT steht die Suche nach leichteren und filigranen Betonstrukturen, die der Architektur künftig völlig neue Gestaltungsfreiheiten bieten sollen. „Was wir brauchten, war ein schneller und kostengünstiger Prozess zur Herstellung von Formen für den UHPC-Abguss. Derzeit ist für uns der 3D-Druck von Sandformen auf den schnellen voxeljet-Maschinen die einzige wirtschaftliche Alternative für unsere Forschungsarbeiten“, so Philippe Morel.

Für ein spektakuläres UHPC-Exponat, das noch bis Ende März 2014 auf einer Architekturmesse im FRAC Centre in Orléans zu sehen ist, druckte voxeljet insgesamt 130 Sandformhälften für den Betonguss. Um eine möglichst feine Betonstruktur zu erreichen, wurden die Formhälften nach dem Druck innen und außen mit Epoxidharz infiltriert und anschließend verklebt. Danach standen der Abguss mit ultrahochfestem Beton sowie die Montage der Einzelteile auf dem Programm.

Um zu demonstrieren, wie die komplexe Struktur aus UHPC entstanden ist, hat Philippe Morel die Sandformen an dem Bauteil nur teilweise entfernt. Als künftige Alternative zu dieser Herstellmethode sieht Philippe Morel einzig den direkten 3D-Druck von Bauteilen aus hochfestem Beton ohne den Umweg über die Sandform. Um diese Vision eines Tages Realität werden zu lassen, forscht man in den voxeljet-Entwicklungsabteilungen bereits seit geraumer Zeit am 3D-Druck von Betonwerkstoffen.