Anwendungsbereich Produktion

Laserbasierte Fertigung in Architektur und Bauwesen

Der Anteil der Bauinvestitionen am Bruttoinlandsprodukt bewegte sich in den vergangenen Jahren auf einem Niveau von 10 %, was 400 Mrd. € entspricht. Dabei verbraucht die Branche in Deutschland fast 520 Mio. Tonnen mineralische Rohstoffe (Quote: 90 %) und hat doch kaum Konzepte für recyclinggerechte Konstruktionen. Der Einsatz laserbasierter Fertigungstechnologien, insbesondere auch im Bereich der Additiven Fertigung, kann hier enorm zur ökologischen Nachhaltigkeit beitragen. Es existieren zwar bereits Konzepte und Technologien, diese werden aber noch nicht umgesetzt.

Unser Ziel ist es, den entscheidenden Transfer der Innovationen in die Wirtschaft zu leisten und so ein nachhaltiges und ressourcenschonendes Bauen durch den Einsatz laserbasierter Fertigungstechnologien, insbesondere auch im Bereich der Additiven Fertigung, zu etablieren.

Wir wollen innovative Lösungen, für eine materialschonende Bauweise aufzeigen. Beispielsweise können durch den Einsatz der Additiven Fertigung individuelle geometrisch komplexe Verbindungsknoten für effizient gekrümmte Fassaden- und Dachkonstruktionen unter Berücksichtigung bionischer Strukturprinzipien hergestellt werden. Neben ganz neuen architektonischen Möglichkeiten wird damit eine ressourcenschonende Fertigung in Leichtbauweise ermöglicht. Zudem können auch integrierte Funktionalitäten realisiert werden. Ein weiteres Beispiel sind Fassaden mit oberflächiger lasergenerierter Mikrostrukturierung. Mittels hydrophober Strukturen (Lotoseffekt) lassen sich selbstreinigende Fassaden generieren, wodurch Reinigungsmittel eingespart und so die Ökobilanz verbessert werden kann. Gerade im Hochhausbau sind aber auch strömungsoptimierte Fassaden von besonderem Interesse. Durch die Reduzierung der Oberflächenreibung sinken die Beanspruchungen der Tragkonstruktion, was wiederum dazu führt, dass Material eingespart werden kann. Ein weiterer architektonischer Trend sind großflächige vertikale Fassadenbegrünungen als Klima-Verbesserer und CO2-Speicher. Bei der Herstellung der Haftungsgründe für die begrünten Fassaden kommt wieder die Lasertechnik ins Spiel.

Gerade im Transferfeld Produktion im Bereich der laserbasierten Fertigung lässt sich vieles über Demonstratoren überzeugend darstellen. So werden Fassadenelemente mit entsprechenden Funktionsoberflächen gefertigt und auf den einschlägigen Messen, aber auch im Rahmen einer eigenen Wanderausstellung der Branche vorgestellt. In einem eigenen YouTube-Channel werden zudem Einblicke in Konstruktion und Fertigung gegeben und die Funktion demonstriert. Zudem werden zahlreiche Workshops und (Online-)Schulungen zur Anwendung der Technologie angeboten und wir stehen jederzeit beratend zur Seite.

Beteiligte Partner:

_{Text: Saxony⁵}