Mit einem raffinierten Rezept und den besten Küchenutensilien zaubern Sie die leckersten Gerichte. Das lässt sich natürlich nicht vollständig auf den 3D-Betondruck übertragen. Tatsache ist jedoch, dass die Unternehmen Zavhy, Van Beek und TBRM eine perfekte Mischung aus innovativem Beton und einem außergewöhnlichen 3D-Drucker darstellen.
Wie alles anfing
Grüner, intelligenter und stärker. Diese Idee bildete die Grundlage der von Zeeshan Yunus Ahmed an der Technischen Universität Eindhoven (TU/E) im Jahr 2020 verfassten Diplomarbeit zum Thema 3D-Betondruck. Ziel seiner Überlegungen war die Entwicklung einer Maschine zum Mischen von Frischbeton mit Fasern und der präzisen Anwendung mit einem Roboterarm durch Extrusion. Mit Unterstützung der TU/E und Finanzierung durch Förder- und Finanzierungsprogramm Stimulus Programmamanagement nahmen er und seine Kommilitonen 2021 ihre Arbeiten auf. Gleichzeitig gründete er sein eigenes Unternehmen, Zavhy.
Äußerst widerstandsfähiger Beton ohne („arbeitsintensive“) Eisenbewehrung. Mit so wenig Zement wie möglich, um die CO2-Emissionen zu reduzieren. Und das ohne größere Mengen Restmaterial, da schichtweise gedruckt wird. Dies ermöglicht eine sauberere und weniger arbeitsintensive Arbeitsweise. Die Herausforderung besteht in der Herstellung der richtigen Mischung aus Frischbeton und Fasern. Und hier kommt die Expertise auf dem Gebiet des Mischens und Dosierens von Van Beek zur Geltung!
„Grüner“ Beton
Daan Mulder arbeitet als F&E- und Versuchsingenieur bei Van Beek. Und zwar an einem besonders wichtigen Aspekt des Zavhy 3D-Betondruckers: dem Dosieren, Mischen und Extrudieren des Frischbetons und der Zusatzstoffe. Van Beek verfügt über umfangreiche Erfahrung auf dem Gebiet der Herstellung von Mischern und Dosieranlagen und wurde deshalb gleich zu Beginn des Fibre Reinforcement Entrainment Device (FRED) Entwicklungsprojekts hinzugezogen. Diesbezüglich wurde bereits dieser Artikel veröffentlicht.
Die Mischung machts!
Durch die Kombination von Beton und Fasern eignet sich der Beton für verschiedene Anwendungen. Eine Faserart beispielsweise erhöht die Festigkeit des Betons und eine andere die Biegesteifigkeit. Welche Fasern in welchem Verhältnis am geeignetsten sind, basiert auf den wissenschaftlichen Erkenntnissen von Zavhy über diese Materialien.
Eine spannende Zeit!
Die eigentliche Arbeit muss jedoch von der Maschine erledigt werden. Gerade deshalb ist die aktuelle Projektphase für Zavhy, TBRM und Van Beek so spannend. Daan erklärt warum: „Wir nehmen den Prototyp derzeit in Betrieb. Das bedeutet, dass TBRM u. a. die Steuerung der Extrusion und des Roboterarms justiert und wir von Van Beek mit Fasern und anderen Füllstoffen Tests durchführen. Man könnte dies als die Anwendung von Rezepturen betrachten. Wir konzentrieren uns auf die Dosierung der richtigen Fasern und auf den Misch- und Extrusionsprozess.“ Er fährt fort: „Es ist ein kontinuierlicher Prozess der Anpassung und Feinabstimmung, um letztendlich eine kundenspezifisch angepasste Maschine zu entwickeln, mit der verschiedene Arten von Beton hergestellt und verarbeitet werden können.“
Die Zukunft
Ende 2023 wird das FRED-Entwicklungsprojekt abgeschlossen sein. Dann steht eine marktreife Maschine zur Verfügung, mit der die Betonindustrie Spezialbeton herstellen und verarbeiten kann. Weniger arbeitsintensiv, mit weniger Restmaterial und weniger umweltbelastend. Eine Innovation mit Know-how und Technik von Van Beek!
