Flexibles Falten von textilbewehrten Betonbauteilen | Förderphase 2
Im Rahmen des Projekts D04 werden Methoden zum automatisierten Falten von dünnem, flächigem, textilbewehrtem Frischbeton in komplexe, bauteilspezifische nicht-orthogonale Geometrien erforscht. Dies ermöglicht eine nachhaltige und wirtschaftliche Produktion und soll durch die Integration einer Vielzahl von bauteilspezifisch angesteuerten Faltlinien in der Schnittstelle zwischen Werkzeug und Bauteil erreicht werden. Hieraus resultieren diverse wissenschaftliche Fragestellungen, von der Gelenkkinematik und -abdichtung, über das Verhalten des Werkstücks beim Falten und die mathematische Optimierung der Lage der Faltlinien bis hin zur Aktuierung des Werkzeugs.
Ein kleiner Prüfstand mit einer begrenzten Anzahl von Facetten wird realisiert, um Simulationsmodelle und mögliche Umsetzungen der tessellierten Werkzeugoberfläche zu validieren. Darüber hinaus ermöglicht dieser Prüfstand die Untersuchung der Auswirkungen des Faltprozesses auf den textilbewehrten Beton. Die Ergebnisse des Projekts werden mithilfe eines Demonstrators validiert, der die Produktion von maßgeschneiderten gefalteten Carbonbetonbauteilen sowie die Analyse des Fertigungsprozesses und der erzielbaren Toleranzen erlaubt.
Team
52074 Aachen
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Kooperationen
Publikationen | Publications
Bhat, S.; Heins, K. R.; Bertram, C.; Reinertz, O.; Schmitz, K.; Gries, T. (2024) Ein Ausblick auf das Zusammenspiel von Faltprozess und Drapierbarkeit der Textilbewehrung in: Beton- und Stahlbetonbau 119, issue 12, p. 925–935 – https://doi.org/10.1002/best.202400062
Bertram, C.; Sickora, S.; Pires de Paula, P.; Reinertz, O.; Morales Cruz, C.; Matschei, T.; Schmitz, K. (2026) Automated and Precise Manufacturing of Extruded, Honeycomb-Folded Carbon-Reinforced Concrete Elements in: Júlio, E. et al. [eds.] Structural Concrete 2050: Towards Carbon Neutrality, AI Design, and Robotic Construction – Proceedings of the 7th fib Congress, 15.–19.06.2026 in Lisbon (Portugal), 2026, p. 1770–1779
Bertram, C.; Beckers, J.; Reinertz, O.; Morales Cruz, C.; Matschei, T.; Schmitz, K. (2025) A Novel Manufacturing Process for Precise Honeycomb Shaping of Extruded Carbon-Reinforced Concrete Elements in: Briffaut, M.; Torrenti, J. M. [eds.] Concrete structures: extend lifetime, limit impacts – Proc. of fib Symposium 2025, 16.–18.06.2025 in Antibes (France), 2025, p. 2754–2765
Gomes, C. G.; Bertram, C.; Reinertz, O.; Schmitz, K.; Chudoba, R. (2025) Flexibility and precision: Manufacturing concept for folded tessellated lightweight carbon-reinforced concrete slabs in: Briffaut, M.; Torrenti, J. M. [eds.] Concrete structures: extend lifetime, limit impacts – Proc. of fib Symposium 2025, 16.–18.06.2025 in Antibes (France), 2025, p. 2682–2693
Pires de Paula, P.; Bertram, C.; Reinertz, O.; Schmitz, K.; Morales Cruz, C. (2026) Foldable Extruded Carbon-Reinforced Concrete: Investigating Bond Behavior and Reinforcement Stability for Efficient Structural Design in: Júlio, E. et al. [eds.] Structural Concrete 2050: Towards Carbon Neutrality, AI Design, and Robotic Construction – Proceedings of the 7th fib Congress, 15.–19.06.2026 in Lisbon (Portugal), 2026, p. 4200–4208
Reinertz, O.; Bertram, C.; Schmitz, K. (2026) How Fluid Power Research Can Contribute to a More Sustainable Construction Industry in Shang, L. [ed.] 2026 International Maha Fluid Power Conference: Fluid Power and Motion Control Technology – Conference Proceedings, 08.–10.09.2026 in West Lafayette, IN (United States), 2026, p. 10–24 – https://doi.org/10.13052/rp-9788743816782
Studentische Arbeiten | Student's works
Brasch, S.; Mues, T. (2026) Optische Geometrieüberwachung beim Falten von Carbonbeton-Bauteilen im Grünzustand unter Anwendung von Streifenlichtprojektion [Projektarbeit | Project work]
Meuriße, H. (2026) Entwicklung und Erprobung einer servopneumatischen Kompaktachse [Bachelorarbeit | Bachelor's thesis]
Bollmohr, M. (2025) Entwicklung und Erprobung von Gelenken für die Werkzeugoberfläche einer Faltschalung zur Fertigung textilbewehrter Betonelemente [Bachelorarbeit | Bachelor's thesis]
Sickora, S. (2025) Entwicklung eines automatisierten Werkzeugs zum Falten frisch extrudierter Carbonbeton-Elemente in Honigwabengeometrie [Masterarbeit | Master’s thesis]