Drucken von bewehrtem Lehm

Projektdaten  

Kurzfassung

Die additive Fertigung mit erdbasierten Materialien wie Lehm gewinnt aufgrund ihrer Nachhaltigkeit und ihres technologischen Potenzials zunehmend an Bedeutung. Die geringe Zugfestigkeit des Materials schränkt jedoch sowohl die realisierbaren Geometrien als auch die strukturelle Leistungsfähigkeit von 3D-gedruckten Bauteilen ein. Während aktuelle Ansätze einen grundlegenden 3D-Druck mit Erde ermöglichen, stellen selbsttragende Strukturen und Überhänge ohne externe Stützkonstruktionen nach wie vor eine große Herausforderung dar. Diese Forschung zielt darauf ab, diese Einschränkungen zu überwinden, indem sie die mechanische Verstärkung durch die Integration von Naturfasern in Form von Kurzfasern, Faserverbundstoffen und durchgehenden Langfasern während des Druckprozesses untersucht. Die zentrale Hypothese lautet, dass die Einbettung von Fasern sowohl die Formfreiheit als auch die strukturelle Integrität verbessern kann. Das Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung einer optimalen Wechselwirkung zwischen erdbasierten Materialien und Faserverstärkung. Zu den wichtigsten Aspekten gehören digitale Strategien für die präzise Platzierung der Fasern und die systematische Bewertung verschiedener Fasertypen und -ausrichtungen.

Mechanische Tests werden die Zugfestigkeit der faserverstärkten Erdmatrix bewerten und Einblicke in die Wechselwirkung zwischen Fasern und Matrix liefern. Mit diesen Voruntersuchungen wird ein digital gesteuerter, auf der Extrusion zweier Materialien basierender Druckprozess angestrebt. Die Machbarkeit des vorgeschlagenen Verbundsystems wird durch Anwendungen wie Überhänge und tragende Elemente demonstriert. Psychologische Erfolgsfaktoren und Implementierungsbarrieren werden experimentell bewertet, um Akzeptanzprobleme zu identifizieren und zu verhindern. Letztendlich zielt das Projekt darauf ab, eine neuartige, digital gesteuerte Bauweise für nachhaltige und strukturell verbesserte Lehmarchitektur zu etablieren.