--- title: "3D-gedruckter Beton unterstützt die Forschung der US-Armee" url: https://www.voxelmatters.com/de/3d-gedruckter-beton-unterstuetzt-die-forschung-der-us-armee/ date: 2024-12-22 modified: 2024-12-17 lang: de author: "Edward Wakefield" description: "Forscher der University of Nevada, Reno, arbeiten an einem Projekt, das es der US-Armee ermöglichen könnte, bei Einsätzen vor Ort schnell Infrastrukturen wie Gebäude oder Brücken herzustellen, ohne auf herkömmliche..." categories: - "3D-Druck im Bauwesen" - "Beton" - "Verteidigung" tags: - "future" image: https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2024/12/3D-bridge.jpg word_count: 586 --- # 3D-gedruckter Beton unterstützt die Forschung der US-Armee [Forscher der University of Nevada, Reno](https://www.unr.edu/nevada-today/news/2024/3d-printed-construction), arbeiten an einem Projekt, das es der US-Armee ermöglichen könnte, bei Einsätzen vor Ort schnell Infrastrukturen wie Gebäude oder Brücken herzustellen, ohne auf herkömmliche Baumaterialien zurückgreifen zu müssen. Der Ansatz besteht darin, [Betonstrukturen vor Ort in 3D zu drucken](https://www.voxelmatters.com/e3d-project-3d-printed-concrete-for-sustainable-facades/), wodurch die Notwendigkeit entfällt, Gebäude oder Materialien in Originalgröße in schwierige Umgebungen, einschließlich Konfliktgebiete, zu transportieren. Die aktuelle Forschungsarbeit wird von Floriana Petrone, Assistenzprofessorin für Bau- und Umwelttechnik, und Sherif Elfass, außerordentlicher Forschungsprofessor, in Zusammenarbeit mit dem Construction Engineering Research Laboratory (CERL) des US Army Engineer Research and Development Center (ERDC) geleitet. Das Projekt wird vom [US-Verteidigungsministerium unterstützt](https://www.voxelmatters.com/spee3d-completes-us-dods-trident-warrior-exercise/) und soll bis Juni 2025 laufen. In diesem Herbst führte das Team einen Belastungstest an einem Satz von etwa sieben Betonsegmenten durch, die durch ein vorgespanntes Kabel zusammengehalten werden, das durch die Mitte der Komponenten verläuft. Dieser schmale Abschnitt einer Testbrücke hielt erfolgreich einer Last von bis zu 7.000 Pfund stand. An den Bauteilen angebrachte Sensoren sammelten Daten für die anschließenden Analysen und numerischen Simulationen, die von dem Postdoktoranden Satish Paudel und dem Doktoranden Allen Rivas durchgeführt wurden. In der nächsten Phase des Projekts wird das Testmuster um zusätzliche Komponenten erweitert und es werden Verbindungsmethoden zur Beschleunigung der Konstruktion untersucht. Ziel ist es, der Armee eine solide technische Grundlage für den Druck und den Zusammenbau der benötigten Strukturen vor Ort zu liefern. Das Team von Petrone untersucht, wie die 3D-gedruckten Komponenten ohne spezielle Ausrüstung verbunden werden können und dennoch zuverlässige, skalierbare Strukturen bilden. „Alles könnte vor Ort von Hand zusammengebaut werden“, so Petrone, der darauf hinwies, dass das Verkabelungssystem keine spezielle Ausrüstung erfordert und sich daher für schwierige Bedingungen in Kampfgebieten eignet. Wie vorgesehen, könnten die Strukturen in ihre Einzelteile zerlegt und in verschiedenen Konfigurationen wieder zusammengesetzt werden. Identische strukturelle Komponenten bieten hochgradig anpassungsfähige Designs, und die Forschung zielt darauf ab, Ingenieuren vor Ort zu helfen, diese Komponenten zu einer soliden Infrastruktur zu verbinden. Die Arbeit des Teams integriert numerische Modellierung mit 3D-Druck und segmentaler Konstruktion, um das Design zu optimieren, bevor der Bau überhaupt beginnt. „Die Integration der numerischen Modellierung mit dem [3D-Druck und der Segmentbauweise](https://www.voxelmatters.com/mighty-buildings-the-california-way/) bietet ein leistungsfähiges Werkzeug zur Vorhersage der strukturellen Leistung, noch bevor die Konstruktion beginnt“, so Elfass. „Dies ermöglicht es den Ingenieuren, die Platzierung der Segmente und das Design der gedruckten Komponenten zu optimieren und sicherzustellen, dass die gedruckten Strukturen die erforderlichen Anforderungen an Festigkeit und Haltbarkeit unter verschiedenen Bedingungen erfüllen.“ Petrone und ihr Team wenden einen strengeren, weniger auf Versuch und Irrtum basierenden Ansatz an, um die Integrität und Leistung von 3D-gedruckten LEGO-ähnlichen Betonmodulen zu verbessern. Ihr Anfang 2024 begonnenes Versuchsprogramm umfasst die Erprobung einer „Brückeninfrastruktur“, die aus gedruckten 3-Fuß-langen Betonmodulen zusammengesetzt ist. Die Leistung der Brücke wurde sowohl experimentell getestet als auch numerisch simuliert, um die Experimente zu validieren. Während frühere Arbeiten zu 3D-gedruckten Strukturen oft auf Edison-Methoden beruhten, entwickelt die University of Nevada, Reno, nun einen systematischeren Ansatz, um sicherzustellen, dass diese Strukturen die erforderliche Leistung erbringen. Diese Arbeit soll die Fähigkeiten der Armee beim Bau von Infrastrukturen in abgelegenen oder feindlichen Gebieten verbessern - durch die Kombination von 3D-Druck, segmentaler Konstruktion und fortschrittlicher numerischer Simulation, um zuverlässig solide, skalierbare Strukturen zu bauen. In einer Ecke des Labors für Großstrukturen (Large-Scale Structures Laboratory, LSSL) der Universität hat Petrones Team einen mittelgroßen 3D-Drucker der US-Armee verwendet, um Betonteile in Form von Ls und Ts herzustellen. Das Team arbeitet weiter an der Verfeinerung seiner Methoden, um komplexe Montageprozesse unter schwierigen Bedingungen zu ermöglichen und sicherzustellen, dass künftige militärische Operationen von einer bedarfsgerechten, robusten Infrastruktur profitieren können.