Forscher leisten Pionierarbeit bei Aerial AM für den Bau von Gebäuden vor Ort
Die Studie untersucht, wie mit 3D-Druck ausgestattete Flugroboter durch skalierbare, nachhaltige Lösungen die globalen Herausforderungen in den Bereichen Wohnungsbau und Infrastruktur bewältigen können
Laut UCL wird in einem Artikel in Science Robotics die additive Fertigung aus der Luft (Aerial Additive Manufacturing, Aerial AM) als bahnbrechende Kraft für die Bauindustrie vorgestellt. Die Studie, die von Forschern der EPFL, der Empa, des Imperial College London und des University College London entwickelt wurde, untersucht, wie mit 3D-Druck ausgestattete Flugroboter durch skalierbare, nachhaltige Lösungen die globalen Herausforderungen in den Bereichen Wohnungsbau und Infrastruktur angehen können.
Anders als herkömmliche Bau- oder Bodenroboter sind Flugroboter unbegrenzt skalierbar und können in der Höhe und in abgelegenen oder gefährlichen Umgebungen bauen.
In dem Beitrag werden drei wichtige Aerial-AM-Strategien vorgestellt, darunter die diskrete Platzierung einzelner Bauelemente (z. B. Ziegel), die Herstellung mit gespannten Seilen und der kontinuierliche 3D-Druck durch Extrusion. Jede Methode bietet je nach strukturellen Anforderungen und Standortbedingungen unterschiedliche Vorteile.
Die Forschungsarbeit führt ein fünfstufiges Autonomiesystem ein, um komplexe Aufgaben wie die Flugkoordination, die präzise Materialaufbringung und die Skalierbarkeit von Großprojekten zu bewältigen. Mit diesem Rahmen werden die größten technischen Hürden für den Einsatz in der Praxis überwunden.
Nachhaltigkeit ist von zentraler Bedeutung, und Aerial AM ermöglicht die Verwendung leichter Materialien und reduziert die Abhängigkeit von arbeitsintensiven Prozessen, was zu einer sichereren Konstruktion und geringeren Umweltauswirkungen führt. Dennoch bleiben Herausforderungen bestehen. Die Haltbarkeit von Materialien, Lokalisierungssysteme für den Außenbereich und die Koordinierung mehrerer Roboter wurden als wesentliche Engpässe identifiziert. Die Überwindung dieser Hindernisse ist entscheidend für den Übergang von den Laborversuchen zur realen Anwendung.
Um diesen Wandel zu unterstützen, haben die Empa und das UCL den „DroneHub“ lanciert, eine hochmoderne Testumgebung im NEST-Gebäude der Empa. „Hier können Baudrohnen unter realen Bedingungen getestet, weiterentwickelt und zur Marktreife gebracht werden“, sagt Mirko Kovač, leitender Forscher des Projekts.
Da die Städte wachsen und der Bedarf an Infrastruktur steigt, bietet Aerial AM einen vielversprechenden Weg zu reaktionsschnellen, modularen und nachhaltigen Bautechniken. Erste Demonstrationen – einschließlich schneller Reparaturen und vorgefertigter Baugruppen – deuten auf eine Zukunft hin, in der Drohnen nicht nur für die Lieferung oder Überwachung, sondern auch für den Bau der gebauten Umwelt selbst eingesetzt werden.
