Generative Fertigung komplexer Strukturen aus mineralisch basierten faserbewehrten Hochleistungskompositen

Im Teilprojekt D01 werden wissenschaftliche Grundlagen für die Integration von kontinuierlichen Faserbewehrungen in mineralisch basierten Verbundwerkstoffen bei generativer Fertigung erarbeitet. Als Beton werden zunächst zementgebundene Carbonbetonmatrices eingesetzt. Als kontinuierliche Faserbewehrung werden hochleistungsfähige, temperaturbeständige, mineralisch getränkte Carbongarne integriert. Die frisch getränkten Carbongarne sind in den ersten Stunden nach der Tränkung flexibel und können sehr gut mit robotergestützten Verfahren zu Bewehrungsstrukturen abgelegt werden. Im erhärteten Zustand führt die Tränkung zu einem leistungsfähigen, dauerhaften und temperaturbeständigen Verbund zwischen kontinuierlicher Faserbewehrung und Feinbeton. Die Materialeigenschaften der Komponenten während der Fertigung sowie des Komposites während der Erhärtung und im erhärteten Zustand werden mit angepassten einschlägigen oder zu entwickelnden Prüfverfahren bestimmt und für analytische oder numerische Modellierungen bereitgestellt.

Die Erkenntnisse aus diesem Herstellungsprozess bilden die Grundlage für die Arbeit mit anderen Materialtypen wie zum Beispiel hochduktile Betone oder polymergetränkte Carbongarne.

Im Rahmen von D01 wird gemeinsam mit TP B02 das Seed-Fund-Projekt "Auf freistehender textiler Schalung additiv gefertigte Carbonbetonstrukturen – freeDome" (1. Runde 2022) durchgeführt.