Vorteile von 3D gedruckten Betonschalungenerneut belegt

voxeljet AG druckt komplexe Schalung für „intelligente“ Betondecke im DFAB (NEST). Die voxeljet AG erstellte im 3D-Druck die hochkomplexe Schalung für das Forschungsprojekt DFAB House (Digital fabriziertes Haus) im NEST (Next Evolution in Sustainable Building Technologies) der EMPA (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt). 

Dabei handelt es sich um eine 78 m² Leichtbau-Betonplatte als statisch optimierte und funktional integrierte Geschossdecke mit einer außergewöhnlichen komplexen Form. Der 3D-Druck mit dem „Powder-Binding-Jetting“-Verfahren hat sich hier erneut bewährt.

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Die voxeljet AG konnte im NEST bei Zürich einmal mehr belegen, wie sehr sich der 3D-Druck speziell für die Erstellung hochkomplexer Schalungen eignet. Für das Projekt DFAB House (Digital fabriziertes Haus) einem Forschungsprojekt der ETH Zürich im Kontext des Nationalen Forschungsschwerpunktes Digitale Fabrikation (NCCR DFAB), wurden 136 Schalungselemente im Powder-Binder-Jetting Verfahren erstellt. Gedruckt wurde mit dem Furan-Direct-Binding Verfahren. Einem Schichtbauverfahren, bei dem Sand mit einer durchschnittlichen Korngröße von 140 Mikrometer mit einem organischen Binder (Furanharz) durch Polymerisation, selektiv verklebt wird.

Flexible und günstige Schalungsmethode für komplexe Formen

Bei diesem anspruchsvollen Projekt sprach vieles für den 3D-Druck der einzelnen Schalungselemente.

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Mit der VX4000 von voxeljet– dem weltweit größten industriellen 3D-Drucker für Sandformen – lassen sich Schalungselemente von 4,00 x 2,00 x 1,00 m drucken, die –entsprechend nachbearbeitet– jeweils einem Betondruck von 100 kN/m² standhalten. Die 136 von voxeljet gedruckten Elemente haben insgesamt ein Volumen von mehr als 6.000 Liter. Das größte Element umfasste ca. 70 Liter.

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Was ist Powder-Binder-Jetting

Powder-Binder-Jetting ist ein additives Fertigungsverfahren, bei dem ein Partikelmaterial, wie zum Beispiel Sand oder Kunststoff, von voxeljet-Drucksystemen mit dem sogenannten Recoater in 150 – 300 Mikrometer feinen Schichten auf einer Bauplattform aufgebracht werden. Anschließend trägt ein Hochleistungs-Druckkopf einen Binder überall dort auf, wo später das gewünschte Bauteil entstehen soll. Dadurch wird das Pulvermaterial selektiv miteinander verklebt. Dann wird die Bauplattform um eine Schichtstärke abgesenkt und wiederum Pulver und Binder aufgebracht. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis das gewünschte Bauteil fertiggestellt ist. Einzige Voraussetzung für den 3D-Druck: Es müssen druckbare 3D-Daten vorhanden sein. Hinterher lassen sich 3D-gedruckte Schalungen ähnlich wie konventionelle Betonschalungen nutzen.

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