Vorfertigung: Modulare Baufabrik soll Modulbau ersetzen
- Universität Stuttgart erhält weltweit erste Robotergesamtplattform
- Forschung soll cyber-physikalisches Bauen voranbringen
- Großraumlabor erlaubt Zusammenspiel von digitalem Planen und Bauen auf allen Ebenen
Roboter fertigen Holz- und Faserbauteile
An der Universität Stuttgart befindet sich die weltweit erste Gesamtplattform für cyber-physikalisches Bauen (Large-Scale Construction Robotics Laboratory, kurz LCRL). Es handelt sich dabei um ein Großraum-Robotiklabor und Flaggschiff des Exzellenzclusters "Integratives computerbasiertes Planen und Bauen für die Architektur (IntCDC)".
Ziel der Forschung ist eine mobile und flexible und dabei robotische Vorfertigungstechnik. Das Kernstück des Labors sind vier containerbasierte Roboter-Plattformen, von denen zwei für die Fertigung von Holz- und zwei für Faserbauteile ausgelegt sind.
Klare Absage an "monotonen" Modulbau
Die hohe Steifigkeit der Roboter für Holzarbeiten ermöglicht sowohl additive als auch subtraktive Fabrikationsschritte mit höchster Präzision und Schnelligkeit (z.B. Fräsarbeiten in 2m/sec.). Zu den verwendbaren Werkzeugen zählen Fräs- und Sägespindel, Greifer, Nagelpistolen, Schraubautomaten, Klebstoffapplikatoren und zahlreiche Kamera- und Sensorsysteme. Auf der ähnlich dimensionierten Faserplattform können in Harz getränkte Carbonfasern zu transparenten Leichtbauelementen von bis zu zehn Metern Länge gewickelt werden.
Zukünftig sollen die beiden Robotereinheiten auch gemeinsam als rekonfigurierbare, digitale Baufertigungseinheit genutzt werden können. Dadurch werde laut Achim Menges, Direktor des IntCDC, nicht das Bausystem an sich modularisiert, sondern die Vorfertigungsfabrik. "Unsere Maxime ist es, dass die Hardware gleichbleibt und die Anpassung an die unterschiedlichen Bauformen durch Umprogrammierung eines digitalen Zwillings erfolgt", so Menges weiter.
Robotische Kranführung als weiteres Forschungsfeld
Zum Einsatz kommen dabei Methoden der Augmented und Mixed Reality und digitale Zwillinge. "Letztendlich geht es darum, die spezifischen Skills des Roboters und des Menschen auf zielführende Weise zusammenzubringen", betont Menges.
Bis zum Jahr 2025 soll das LCRL in das neue Clustergebäude auf dem Campus Vaihingen der Universität Stuttgart umziehen. Das Labor wird dort als zentrale Plattform fungieren, die die drei Hauptziele des IntCDC vereint:
- die Erforschung integrativer und digitaler Planungs- und Ingenieursmethoden
- die Entwicklung neuartiger Verfahren für die cyber-physikalische Vorfertigung
- das robotergestützte Bauen vor Ort und die damit verbundene Entstehung intelligenter und nachhaltiger Bausysteme
Die neuen Roboter sollen dabei zunächst beim Bau des Demonstratorgebäudes eingesetzt werden und dann als Forschungsinfrastruktur darin ihren Platz finden.
