TU Dresden RWTH Leibniz Institut

Teilprojekt B01

Biologisch inspirierte lastangepasste 3D-Textilbewehrungsstrukturen

Der thematische Fokus des Teilprojektes B01 liegt auf der Auslegung und Modellierung von lastangepassten, profilartigen Textilbewehrungsstrukturen mit räumlicher Verzweigung auf Grundlage von anspruchsvollen Entwicklungsprinzipien der biologischen Evolution. Ausgehend von den erzielten Erkenntnissen sollen modular aufgebaute, werkzeugunabhängige Technologiekonzepte erarbeitet, technisch in einer robotergestützten Fertigungsanlage umgesetzt sowie validiert werden. Die Zielstellung des Forschungsteilprojektes liegt in der Realisierung von räumlich verzweigten 3D-Preforms für die ressourcenschonende, materialminimierte Carbonbetonbauweise, wobei abschließend die textile, filigrane sowie komplex verzweigte 3D-Verstärkungstopologie mittels eines generativen 3D-Druck-Betonfertigungsverfahren weiterverarbeitet wird.

Biologisch inspirierte lastangepasste 3D-Textilbewehrungsstrukturen, SFB TRR280
Biologisch inspirierte lastangepasste 3D-Textilbewehrungsstrukturen

Wissenschaftler

Teilprojektleiter
Chokri Cherif
Prof. Dr.-Ing. habil. Dipl.-Wirt. Ing.
Technische Universität Dresden
Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik
01062 Dresden
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Danny Friese
Dipl.-Ing.
Technische Universität Dresden
Institut für Textilmaschinen und textile Hochleistungswerkstofftechnik
01062 Dresden

Publikationen | Publications

Dhahir, M. K.; Kalthoff, M.; Neef, T.; Friese, D.; Beckmann, B.; Cherif, Ch. Matschei, T.; Mechtcherine, V.; Marx, S. (2023) Developing the Chemical Prestressing Technology for Textile Carbon Reinforced Concrete in: Ilki, A.; Çavunt, D.; Çavunt, Y. S. [eds.] Building for the Future: Durable, Sustainable, Resilient – Proc. of fib Symposium 2023, 05.–07.06.2023 in Istanbul (Turkey), publ. in: Lecture Notes in Civil Engineering 350, Cham: Springer, p. 1428–1438 – DOI: 10.1007/978-3-031-32511-3_146

Friese, D. (2021) Biologie und Robotik am Bau Biologisch inspirierte lastangepasste 3D-Textilbewehrungsstrukturen | Biology and robotics in construction Biologically inspired load-adapted 3D textile reinforcement structures in: CU reports, 2, p. 26/27.

Friese, D.; Cherif, Ch. (2021) Biologically inspired load adapted 3D textile reinforcement structures in: TRENDGUIDE Technical Textiles 64, issue 2, p. E117.

Friese, D.; Hahn, L.; Cherif, Ch. (2021) Biologically inspired load adapted 3D Textile Reinforcement Structures in: Material Science Forum 1063, p. 101–110 – DOI: 10.4028/p-8oa718[Langfassung des Vortrags von Friese, D. bei AUTEX 2021 – 20th World Textile Conference, 05.–09.09.2021 in Guimarães (Portugal, online), p. 187/188 (book of abstracts)].

Friese, D.; Hahn, L.; Cherif, Ch. (2023) Development of a yarn guiding and impregnation technology for robot-assisted fiber manufacturing of 3D textile reinforcement structures in: Proc. of 11th International Conference on Fiber-Reinforced Polymer (FRP) Composites in Civil Engineering (CICE 2023), 23.–26.07.2023 in Rio de Janeiro (Brazil) – DOI: 10.5281/zenodo.8164096.

Friese, D.; Hahn, L.; Le Xuan, H.; Mersch, J.; Neef, T.; Mechtcherine, V.; Cherif, C. (2023) Robot-Assisted Manufacturing Technology for 3D Non-Metallic Reinforcement Structures in the Construction Applications in: Buildings 13, issue 11, 2748 – DOI:https://doi.org/10.3390/buildings13112748

Friese, D.; Rjosk, A.; Hahn, L.; Lautenschläger, Th.; Neinhuis, Chr.; Cherif, Ch. (2022) Development of an application-oriented Yarn Impregnation and Fixation Technology for the Robot-supported Manufacturing of Biologically Inspired Load Adapted 3D Textile Reinforcement Structures in: Stokkeland, S.; Braarud, H. C. [eds.] Concrete Innovation for Sustainability – Proc. for the 6th fib International Congress 2022, 12.–16.06.2022 in Oslo (Norway), Oslo: Novus Press, p. 715–725.

Friese, D.; Scheurer, M.; Hahn, L.; Gries, T.; Cherif, Ch. (2022) Textile reinforcement structures for concrete construction applications––a review in: Journal of Composite Materials 56, issue 26, p. 4041–4064 – DOI: 10.1177/00219983221127181

Hahn, L.; Zierold, K.; Golla, A.; Friese, D.; Rittner, S.; Cherif, Ch. (2023) 3D Textiles Based on Warp Knitted Fabrics: A Review in: Materials 16, issue 10, 3680 – DOI: 10.3390/ma16103680

Vorträge und Poster | Oral presentations and posters

Rjosk, A.; Ritzert, S.; Macek, D.; Friese, D.; Neef, T.; Mechtcherine, V.; Cherif, C.; Reese, S.; Neinhuis, C.; Lautenschläger, T. (2023) A new approach to construction: using peltate leaves as inspiration in the design of novel carbon fibre reinforced concrete building components oral presentation at: 10. Bionik-Kongress, 12./13.05.2023 in Bremen (proceedings in preparation)

Studentische Arbeiten | Student’s works

Ritter, L. (2021) Konstruktiv-technologische Entwicklung eines Konzeptes zur formwerkzeuglosen, geometriegetreuen Garnfixierung im Raum [Belegarbeit – Forschungspraktikum].

Albiez, L. (2022) Experimentelle Identifikation von Prozesseinflussfaktoren bei der robotergestützten 3D-Garndirektablage sowie die Ableitung von festigkeitsoptimierenden Schemata für den Ablageprozess [Bachelor’s Thesis].

Yang, Z. (2023) Technologisch-konstruktive Entwicklung einer robotergeführten Inline-Garntränkungseinheit für die hochproduktive, robotergestützte 3D-Garndirektablage [Diploma Thesis].