Seite weiterempfehlenSeite drucken

Edelstahlbrücke entsteht im 3D-Druckverfahren

Faro-Lösungen unterstützen präzise Konstruktion und Positionierung einer Edelstahlbrücke in Amsterdam.

Der 3D-Druck hält langsam auch in die Baubranche Einzug. Welche ungewöhnlichen Projekte damit realisiert werden können, zeigt ein Vorhaben in Amsterdam: Hier ist die weltweit erste komplett 3D-gedruckte Brücke aus Edelstahl entstanden. Das ausführende Unternehmen MX3D verfolgt damit eine klare Zielsetzung: die Vorteile des 3D-Metalldrucks in neue Branchen einzuführen. Durch den Prozess der additiven Fertigung mithilfe von Schweißtechnologie, Roboterarmen und Computer-Konstruktionssoftware weitet das junge niederländische Unternehmen die Nutzung des 3D-Drucks auf reale Praxiseinsätze bei Gebäudebeständen aus.

Nach Fertigstellung wird die Brücke über den Oudezijds Achterburgwal, einen der ältesten und berühmtesten Kanäle in Amsterdam, führen. Damit wird sie zu einer eindrucksvollen Metapher für die Verschmelzung der Technologie der Zukunft mit der reichen Vergangenheit der Stadt. Bis die Montage der Brücke Ende 2019 realisiert werden kann, war es ein langer Weg, auf dem MX3D auf starke Partner setzen konnte.

Einer davon ist Faro, der mit dem Farofocus S 350 und dem Faro Scanarm an der präzisen Vermessung von Brücke und Standort beteiligt war. Ein wichtiger Vorteil des Laserscannens: Es erlaubt bei der Positionierung und den Strukturprüfungen der fertigen Brücke Einblicke, die sich für künftige Projekte nutzen lassen.

Eine Frage des Standorts

In vielen Fällen beleuchten Baustellenvermessungen die Unterschiede zwischen typischen Elementen auf Konstruktionszeichnungen oder -modellen und den Gegebenheiten in der echten Welt – so auch bei diesem Projekt. Trotz aller technologischen Fortschritte wurde erst ziemlich spät im Konstruktionsprozess der endgültige Standort der Brücke festgelegt und eine Laservermessung durchgeführt. Dabei haben die hochdetaillierten 3D-Scans gezeigt, dass die Brückenköpfe nicht hundertprozentig parallel sind. Anstatt das ursprüngliche Mauerwerk anzupassen, haben sich die Projektbeteiligten entschlossen, die Brückenkonstruktion an den asymmetrischen Grundriss anzugleichen. Damit fügt sich die Form der Brücke behutsam in den bestehenden Kontext ein – ein Resultat aus dem Zusammenspiel zwischen Technologie und Designethos.

Kontinuierliche Prüfung während der Fertigung

Die Stichproben während des Fertigungsprozesses wurden von der Steel Structures Research Group des Imperial College ICL in London unter der Führung von Professor Leroy Gardner und Dr. Craig Buchanan durchgeführt. Deren Zielsetzung ist es, die Funktionseigenschaften und das Strukturverhalten des gedruckten Materials zu bestimmen. Der Großteil der Brücke wurde in ihrer ursprünglichen Ausführung belassen – der Aufbau von Schichten aus geschweißtem Material ist lediglich befreit von losem Fertigungsmaterial. Für das ICL bestand die Herausforderung darin, die wellenförmige Oberflächentopographie genau zu messen und gleichzeitig Stärken, Flächen, Durchmesser und Volumen zu erfassen.

Bei einer Reihe von kleinen Platten und kleinen zu messenden Querschnitten setzte Dr. Buchanan auf das Röntgenscannen. Das erwies sich jedoch aufgrund der Dicke des Materials als unpraktisch. Dann stießen sie auf den Faro Scanarm.

Nach der Vermessung nahm das ICL-Team zerstörende Prüfungen vor, die dann in das Computermodell einfließen, welches mithilfe der Faro Scanarm-Daten generiert wurde. Bei der anschließenden Analyse werden Materialeigenschaften und Bruchlasten bestimmt. Obwohl noch weitere Tests durchgeführt werden, sehen die ersten Ergebnisse vielversprechend aus. Buchanan kommentiert dazu, dass das prognostizierte Verhalten mit dem getesteten Verhalten ziemlich genau übereinstimmt. Im November 2017 besuchte das ICL-Team Amsterdam, um weitere Lasttests durchzuführen, und kehrt nach Abschluss der laufenden Prüfungen zurück.

Eine weitere wichtige Aufgabe war es, die Brücke kontinuierlich während der Herstellung zu messen. Auch hier wurden Laserscanning-Methoden angewendet. Die Faro Buildit Construction-Software half bei der Überprüfung, ob die Brücke gemäß dem 3D-Konstruktionsmodell erstellt wurde. Die Daten bilden das Computeranalysemodell, das während der Nutzungsdauer als digitaler Zwilling der physikalischen Brücke fungiert.

Weitere Informationen unter www.faro.com

3130 - Edelstahlbrücke entsteht im 3D-Druckverfahren
PR/as
Keywords:
GeodäsieGeoinformationGeoGeoinformatikGI3D-DruckverfahrenFaroLaserscanner