Neue Lego-ähnliche Balken könnten das Bauen revolutionieren

Bildnachweis: Pixabay/CC0 Public Domain

Forscher der Polytechnischen Universität Valencia (UPV) haben ein neues System zur Herstellung von Trägern entwickelt und patentiert, das darauf abzielt, die Architektur-, Bau- und Tiefbaubranche zu revolutionieren. Sie werden aus 3D-gedruckten Kunststoffteilen hergestellt, die wie Legosteine ​​​​zusammengebaut werden können, indem sie im am stärksten komprimierten Bereich eine Hochleistungsbetonschicht hinzufügen.

Die Vorteile, so die Erfinder, sind vielfältig: Sie wiegen bis zu 80 % weniger als Beton- oder Metallträger, was bedeutet, dass keine schweren Kräne oder Lastwagen erforderlich sind, um sie zu transportieren und zu installieren; sie sparen Zeit und Geld für Arbeit und Material; und sie können vor Ort gedruckt und montiert werden, was ihre Installation überall erleichtert, egal wie schwer sie zu erreichen ist. Darüber hinaus werden recycelte Kunststoffe als Rohstoff verwendet, die diesem Produkt ein neues Leben verleihen und so zu einem nachhaltigeren Bauen beitragen.

Die Entwicklung dieser innovativen Träger ist das Ergebnis von fast drei Jahren Forschung. „Unser Ziel war es, eine Alternative zu den derzeitigen Stahlbetonträgern vorzuschlagen. Diese werden aus Profilen hergestellt, die auf die Länge des Stücks zugeschnitten sind, was eine teure Installation erfordert und schwer zu transportieren ist“, sagt Jos茅 Ram贸n Albiol, Dozent an der Höhere Technische Hochschule für Bauingenieurwesen (ETSIE) der Polytechnischen Universität von Valencia. Nach zahlreichen Test- und Versuchsstunden lieferte die Kombination aus 3D-Druck, Kunststoff und Beton optimale Ergebnisse. Und letzten Oktober haben sie das System patentieren lassen.

Seine Hauptneuheit liegt im Polymerprofil des Trägers, der aus mehreren Längssegmenten besteht, die an der gewünschten Stelle montiert und betoniert werden können. Der Träger ist mit Elementen verstärkt, die die Steifigkeit der Struktur gewährleisten und keine metallischen Bestandteile haben. „Dies verhindert Korrosion, verringert das Gewicht und vereinfacht die erforderliche Arbeitszeit“, fügt Xavier Mas vom Institut für Restaurierung des Kulturerbes (IRP) der Polytechnischen Universität von Valencia hinzu.

Außerdem entfallen kostspielige Schalungs- und Biegearbeiten, was ein Arbeiten ermöglicht, ohne den Verkehr an der gerade bearbeiteten Infrastruktur anhalten zu müssen. „Außerdem ermöglicht diese Lösung die Reduzierung des Arbeits- und Hilfsaufwands, was zu Kosten- und Zeiteinsparungen führt“, ergänzt Jos茅 Luis Bonet vom Universitätsinstitut für Betonwissenschaft und -technologie (ICITECH) der Polytechnischen Universität von Valencia.

Neue Lego-ähnliche Balken könnten das Bauen revolutionieren
Bildnachweis: RUVID Association

Eine “menschliche” Struktur

Eine weitere Neuheit des Systems ist die innere Struktur der Polymerprofile. „Es handelt sich um eine Alveolarstruktur, die es ermöglicht, den Kunststoffverbrauch und damit das Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig die strukturelle Steifigkeit beizubehalten“, sagt Albiol.

Diese Alveolarstruktur wurde von menschlichen Knochen um die Epiphyse herum inspiriert, wo sich eine Schicht aus Spongiosa mit trabekulärer Disposition – die Alveolarstruktur – und eine dickere äußere Schicht aus kompaktem Knochen befindet. „Das haben wir auf diese revolutionären Träger übertragen, insbesondere auf ihre Profile. Es ist ein sehr intelligentes natürliches System und seine Nachbildung in diesen Trägern verleiht ihnen mit dem geringen Strukturgewicht sehr hohe mechanische Fähigkeiten“, fügt Jos茅 Ram贸 . hinzu n Albiol.

Maßgeschneiderte Stücke überall

Der 3-D-Druck ermöglicht die Fertigung von Sonderanfertigungen sehr nah am Einsatzbereich, was zudem den Transport vereinfacht, Kosten spart und die Individualisierung erleichtert. „Die Möglichkeit, die Träger vor Ort individuell anzupassen, ermöglicht es, die Eigenschaften jedes von ihnen an die strukturellen Anforderungen an jedem Punkt der Konstruktion anzupassen. Die Möglichkeit, Polymermaterialien zur Herstellung der Träger zu recyceln, verringert ihren CO2-Fußabdruck erheblich“, fasst Miguel . zusammen S谩nchez vom Department of Systems and Computer Science (DISCA) der UPV.


Leave a Comment