Betongelenke im Brückenbau. Bericht zum DBV-Forschungsvorhaben 279

Stefan Rasche, Sina Hage, Jürgen Ruth, Katrin Linne, Jörg Hildebrand, Jean Pierre Bergmann
HiPlast - 3D-gedruckte faserverstärkte Gelenkpunkte für adaptive Faltwerke
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3145
2019, 160 S., 150 Abb. u. 30 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Formveränderliche Faltwerke gewinnen zunehmendes Interesse als filigrane, materialsparende und wandelbare Hüllelementstrukturen für Fassaden- und Dachkonstruktionen. Sie sind grundlegend aus ebenen Platten aufgebaut, die gelenkig miteinander verbunden sind. Ein neuer Ansatz für eine geeigneten Füge- und Falttechnik ist der Einsatz innovativer 3D-Drucktechnologien für die Entwicklung faserverstärkter Gelenkpunkte zur Verbindung der Plattenelemente. Es konnte eine Fügetechnologie für leichte und formveränderliche Faltwerke aus schubsteifen Plattenelementen entwickelt werden, die auf dem 3D-Druck von Verbindungselementen aus langfaserverstärkten Kunststoff (Polyamid PA 6) basiert. Die Verbindungselemente übernehmen die Funktion eines in mehrere Richtungen faltbaren Gelenkknotens, der Platten aus Glas, Holz, Kunststoff oder Aluminium zu einer tragfähigen faltbaren Struktur verbindet. Die additive Fertigung mit lokaler Faserverstärkung (Kohlenstoff-, Glas- oder Aramidfaser) ermöglicht es unterschiedliche Materialanforderungen an Festigkeit und Steifigkeit in einem Bauteil und einem Fertigungsschritt zu vereinen. Die experimentell ermittelten Materialkennwerte für den Verbundwerkstoff ermöglichen es, die Gelenkknoten beanspruchungsgerecht zu dimensionieren. Mit Hilfe von Demonstratoren konnte die Tragfähigkeit unter Kurzzeitbeanspruchung nachgewiesen werden.