Automatisierung – Nur ganzheitlich gedacht wird ein Schuh draus.

Der Trend weg vom Ortbeton hin zur Betonfertigteilen ist ungebrochen. Dabei ist das Konzept der Vorfertigung nicht neu, so ließ beispielsweise Gustave Eiffel den in Paris als temporäres Bauwerk konzipierten Eiffelturm von 1887 bis 1889 aus vorgefertigten Eisenelementen zusammensetzen. Und zu Beginn des 20. Jahrhunderts entstanden in New York bereits die ersten Hochhäuser aus vorgefertigten Stahlbeton-Großplatten. Die damaligen Vorteile wie Qualität, Geschwindigkeit und Arbeitsschutz sind nach wie vor gültig. Hinzu kommen die heute drängenden Themen Arbeits- und Fachkräftemangel sowie Nachhaltigkeit und Umweltschutz. Und so verwundert es nicht, dass die Vorfertigung derzeit eines der am schnellsten wachsenden Segmente der AECO-Industrie ist.

Bei der Entwicklung der Robotic-Shotcrete-Printing-Technologie (RSP) und deren Realisierung im Concrete Aeditor war für uns die Automatisierung von Beginn an das zentrale Vehikel, um die dringenden Probleme der Bauindustrie zu lösen und Mehrwert zu schaffen – ökonomisch wie ökologisch. Konkret heißt das: Wir realisieren höhere Produktivität und Nachhaltigkeit im Bausektor, für eine bessere Infrastruktur und besseres Wohnen, für eine Stärkung des Klimaschutzes und für eine sicherere und sauberer Arbeitsumgebung im Betonbau.

Dazu haben wir die für die Herstellung von Betonfertigteilen zentralen Aspekte analysiert und im Zuge der Automatisierung optimiert. Dies sind im Wesentlichen:

Schalung

Auch wenn die Aspekte der Wiederverwendbarkeit und Lebensdauer von Schalungen mehr und mehr in den Fokus rücken, ist der entstehende Schalungsmüll heute immer noch ein wesentlicher Umweltfaktor der Betonteilfertigung. Hinzu kommen der nicht unerhebliche Kosten-, Zeit- und Arbeitsaufwand bei der Herstellung und dem Einsatz von Schalungen sowie weitere inhärente Nachteile, wie etwa eine schwer zu optimierende Bauteilform.

Unser RSP ist daher als schalungsfreier Prozess konzipiert, was insbesondere bei schalungsintensiven Bauteilfamilien zu signifikanten Effizienzsteigungen führt. Bei bestimmten Bauteilgeometrien und Anforderungen kann der Einsatz einer robotisch platzierter Halbschalung allerdings Vorteile bieten, um Nachbearbeitungsaufwände wie die Oberflächenglättung zu reduzieren.

Geometrien

Im Gegensatz zu den meisten anderen 3D-Druckverfahren kann der Druckroboter beim RSP den Spritzkopf im 3-dimensionalen Raum frei bewegen und Beton aus allen Richtungen auftragen. So lassen sich hochoptimierte Bauteilgeometrien realisieren, die den Betonbedarf auf das strukturell Notwendige reduzieren. Die dadurch erzielten Material- und Gewichtsersparnisse schonen die natürlichen Ressourcen und senken den CO2-Ausstoß gleich doppelt: Durch signifikante Betoneinsparungen bei der Herstellung und durch geringere Transportgewichte auf dem Weg zur Baustelle.

Misch- und Dosiertechnik

Der Mischprozess ist in unserem RSP zu 100 Prozent digitalisiert, so lassen sich neue Materialzusammensetzungen gut kontrollieren und überwachen. Eine umfangreiche Sensorik sorgt dabei für hohe Prozesssicherheit und liefert belastbare Daten für Qualitätssicherung und Lifecycle BIM zur Steigerung der Wertschöpfung.

Bewehrung

Wenn es darum geht, vielseitigen Belastungen Stand zu halten, kommt Beton ohne eine Armierung nicht aus. Daher haben wir großen Wert darauf gelegt, dass unser RSP im Gegensatz zu vielen anderen Beton-3D-Druckverfahren Bewehrungen integrieren kann. Und dies gilt nicht nur für die traditionelle Stahlbewehrung, sondern auch für innovative Textil- und Faserbewehrungen, die aufgrund ihrer positiven Eigenschaften immer stärker in den Fokus der Industrie rücken. Ein zentraler Vorteil der Textil- und Faserbewehrungen ist, dass die Dicke des Betonauftrages nicht mehr vom Korrosionsschutz bestimmt wird, da sie im Gegensatz zu Stahlbewehrungen nicht rosten können. So wird die Realisierung vollkommen neuer, form- und gewichtsoptimierte Bauteile ermöglicht.

Einbauteile

Bei der Automatisierung der Betonteilfertigung stehen meist die verschiedenen Drucktechnologien im Zentrum der Diskussionen. Zweifelsohne ein wichtiger Aspekt, denn hier gibt es große Unterschiede. Dabei werden allerdings vor-, bei- und nachgelagerte Prozessschritte wie etwa das Einbringen von Einbauteilen oft außer Acht gelassen. Nicht bei uns, denn Automatisierung endet für uns nicht beim Betonauftrag und daher verfügt der Concrete Aeditor auch über einen zweiten Industrieroboter. Dieser arbeitet mit einem Werkzeugwechselsystem, das neben Glättwerkzeugen auch Greifwerkzeuge nutzen kann. So werden Einbauteile vollautomatisch eingebracht oder, wie oben beschrieben, Halbschalung während des Druckes platziert.

Fazit

Ausgehend von dieser ganzheitlichen Betrachtungsweise haben wir mit dem RSP nicht nur eine innovative Drucktechnologie entwickelt, sondern den Concrete Aeditor, eine ganzheitlich gedachte Automatisierungslösung.

Nehmen Sie mit uns Kontakt auf, wenn Sie den Concrete Aeditor auch in Ihrem Betonfertigteilwerk einführen wollen.