Eine schnelle, nachhaltige und kosteneffiziente Herstellung von 3D-Platten für den Bausektor
Heutzutage suchen Bauingenieure und Fachkräfte im Bauwesen nach Möglichkeiten zur Entwicklung fortschrittlicher Methoden und neuartigem Equipment für die Fabrikation und Montage im Gebäudebereich, welche sich durch Flexibilität, Wirtschaftlichkeit und Wiederverwendbarkeit auszeichnen. Die MPF-Technik (Multi-point forming, Multipunktformung) gibt große Hoffnung für die Zukunft. Im Zuge des EU-finanzierten Projekts FLEXITOOL (Flexible tooling for the manufacture of free-form architectural cladding and façades) wurde ein Verfahren mit rekonfigurierbaren MPF-Werkzeugen für die industrielle Anwendung bei architektonischen und bautechnischen Strukturen entwickelt. Die Arbeit setzte bei der Untersuchung der Grundlagen der rekonfigurierbaren MPF-Methode und der Möglichkeiten der Werkzeugtechnik im Bereich der rekonfigurierbaren Fabrikation bezüglich architektonischer Platten an. Analysen von KMU- und Endverbraucheranforderungen sowie des rekonfigurierbaren MPF-Mechanismus wurden in Bezug auf die Anwendung bei formloser Thermoformung durchgeführt. Die Projektpartner entwarfen und konstruierten mit Computersoftware und automatischen Robotersteuerungsverfahren, die auf rekonfigurierbaren MPF-Prinzipien basieren, eine Prototypen-Maschine. Das konstruierte variable Werkzeug wurde mit Computersoftware und einer robotischen Steuereinheit kombiniert. Das integrierte System wurde für Tests thermoformungstypischer Oberflächenplatten bei thermoplastischem Polycarbonat und Polyvinylchlorid verwendet. Die Softwareschnittstelle und thermogeformten Muster wurden validiert. Die komplexen architektonischen 3D-Verkleidungsplatten wurden von den Forschern über das System per Thermoformung in mittelgroße und große thermoplastische Polymethylmethacrylat-Platten verwandelt. Die thermogeformten Verkleidungsplatten wurden durch industrielle KMUs unter Verwendung eines Laserscanners/einer Digitalkamera zur Messung von Profil und geometrischer Genauigkeit validiert. Die große modulare MPF-Maschine der FLEXITOOL-Fertigungszelle stellt eine Alternative zu herkömmlichem festem Werkzeug für die Herstellung von Verkleidungs- und Fassadenplatten aus Thermoplasten und Verbundwerkstoffen dar. Sie verändert ihre eigene Oberflächengeometrie gemäß den Materialanforderungen und den computergestützten technischen 3D-Daten, die von Architekten eingegeben werden. Die Innovation wird aufgrund von Werkzeugen mit digital gesteuerter, variabler Geometrie eine schnelle, zuverlässige und kosteneffektive Herstellung architektonischer Platten im Gebäudesektor ermöglichen. Die rekonfigurierbare MPF-Werkzeugtechnik von FLEXITOOL geht einen Schritt weiter als die bestehende Thermoformung, bei der zugeordnete massive Formen oder feststehende harte Druckgussformen eingesetzt werden. Über die Kombination von innovativer MPF-Technik mit robotischer Steuerungstechnik trug das Projekt dazu bei, das Potenzial rekonfigurierbarer Werkzeuge vollständig auszuschöpfen.
Schlüsselbegriffe
Rekonfigurierbare Werkzeuge, Multipunktformung, FLEXITOOL, architektonische Verkleidungen, Thermoformung
