Vom Handwerk zur individualisierten Serienfertigung

Abstract

Bauen im Regen, eine katastrophale Vorstellung, doch Praxis auf Baustellen. Es bringt Ungenauigkeit, behindert den Einsatz moderner Hochleistungswerkstoffe und kostet Zeit, da Störungen im Bauprozess oft umständliche Rückläufe in den Planungsprozess bedeuten. Dennoch gilt der handwerklich geprägte Bauprozess als unvermeidlich, da jedes Bauwerk individuell und in Handarbeit vor Ort zu erstellen ist. Tatsächlich? Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft eingerichtete Schwerpunktprogramm „Adaptive Modulbauweisen mit Fließfertigungsmethoden“ setzt auf einen gänzlich neuen Ansatz. Baustrukturen werden in ähnliche modulare Betonfertigteile zerlegt, in Serienfertigung mit Fließprinzip vorgefertigt, in ihrer Qualität gesichert und auf der Baustelle nur noch zusammengefügt. Die Bauzeiten reduzieren sich auf wenige Tage oder Wochen. Vergleichbar einem Puzzle aus vielen Teilen, bleibt die Einzigartigkeit des Tragwerks erhalten. Es gilt: „Individualität im Großen – Ähnlichkeit im Kleinen“. Der Beitrag zeigt Ansätze zur Modularisierung, Produktionskonzepte und verknüpfende digitale Modelle. Durch die ortsfeste Vorfertigung in Serie entstehen hohe Produktionsgeschwindigkeiten und schlanke, ressourceneffiziente Module, die zu Tragwerken mit geringen Maßabweichungen assembliert werden. Eine durchgängige Digitalisierung sichert die Qualität aller Einzelschritte. Sie reicht von der Fertigung über den Zusammenbau bis in die Nutzungszeit des Tragwerks. Es entsteht ein verschwendungsarmer, ressourceneffizienter Gesamtprozess.

Interaktionsbemessung für schlanke Querschnitte aus UHPC

“…Daher sollte die Herstellung von schlanken UHPC‐Bauteilen möglichst präzise erfolgen, um die rechnerischen Bauteilwiderstände zu gewährleisten. Dabei bietet sich eine qualitätsgesicherte Vorfertigung nach Vorbild von Lean Production [29] an, wie sie zurzeit im Schwerpunktprogramm 2187 „Adaptive Modulbauweisen mit Fließfertigungsmethoden“ [30] erforscht wird.…”

Automatisierte Bauteilzerlegung für Betonfertigteile aus additiv hergestellten Schalungen

“…Eine besondere Bedeutung kommt hierbei der Vorfertigung zu. Während Baustellen vor Ort häufig mit wechselnden Umweltbedingungen und den daraus resultierenden unvermeidbaren Ungenauigkeiten zu kämpfen haben, bietet die konsequente Vorfertigung von Bauteilen in einer kontrollierten Umgebung die Möglichkeit, präziser zu fertigen, dadurch Fehler zu vermeiden, die Bauzeit vor Ort zu verkürzen und folglich die generelle Umweltbelastung durch Bautätigkeiten zu minimieren [10]. Die Vorfertigung macht eine Zerlegung eines Ausgangsentwurfs in einzelne Module notwendig und präsentiert hierbei insbesondere für geometrische Freiformen besondere Herausforderungen.…”

Geometrische Bewertung und Optimierung der Modulanordnung in Tragwerken – Ein Beitrag zur adaptiven Fertigung im Bauwesen

“…Vorteile wären der hohe Vorfertigungsgrad mit inhärenter Qualitätssicherung und eine leichte Ankopplung der Module an digitale Modelle bei Fertigung, Transport und Einbau sowie über die Nutzungsdauer eines Bauwerks. Entsprechende Methoden werden gerade im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Schwerpunktprogramms „Adaptive Modulbauweisen mit Fließfertigungsmethoden“ [7] erforscht. Der vorliegende Aufsatz stellt hierzu einen Ansatz vor.…”