EMEK 3D

Entwicklung eines 3D-Druckverfahrens für ein Materialsystem zur elektrischen Kontaktierung von Carbonfasern als funktionelle Bewehrung in Beton

Laufzeit: 01.02.2021 – 31.01.2023
Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)

 

Multifunktionale Betonfertigteile:
Bauteile mit sicherer elektrischer Verbindung

Projektleitung

Prof. Dr.-Ing. Tilo Heimbold
Bereich:
Telefon:
+49 341 3076-1178

Der Verbundwerkstoff Carbonbeton besitzt ein enormes Potential für leichte, dünnwandige und ressourcensparende Bauteile und bietet darüber hinaus bis dato ungeahnte Möglichkeiten im Hinblick auf multifunktionale Betonfertigteile. Wurden bislang die mechanischen Eigenschaften des Carbons als Bewehrungselement genutzt, rücken nun zusätzlich die elektrischen Eigenschaften für die Verwendung als elektrische Infrastrukturressource in den Fokus. Dabei stellt die Kontaktierung des Carbongarns ein großes Problem dar, für das es bis dato keine befriedigende industriell fertigbare Lösung gibt. Eine mechanische Klemmung der zu kontaktierenden Stellen des Carbongarns führt meist zur Schädigung der Faserstruktur. Genau hier setzt die vorliegende Projektidee an: Mittels elektr. leitfähigem 3D-Druckfilament soll die Carbonbewehrung direkt kontaktiert werden, indem eine Struktur zum Schrauben, oder Klemmen auf das Carbongarn gedruckt wird.

Hierfür werden im Projekt neue Filamente und Fertigungsverfahren zur Bedruckung von Carbongarnen entwickelt. Damit soll eine mechanisch belastbare, elektrisch gut leitende und industriell fertigbare Kontaktstelle zwischen dem Carbongarn und dem verschmolzenem Filament ermöglicht werden. Die entwickelten Elemente und technologischen Prozesse sollen anschließen im Carbonbetontechnikum (CBT) Leipzig der HTWK Leipzig direkt in der automatisierten Fertigung von Probekörpern aus Carbonbeton umgesetzt werden. Dafür soll eine bereits entwickelte automatisierte Carbongarn-Abrollvorrichtung mit einer neu entwickelten 3D-Druckeinheit ausgestattet werden um eine gleichzeitige in-situ Bedruckung während des Fertigungsprozesses zu ermöglichen.

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Projektteam

Prof. Dr.-Ing.   Tilo Heimbold
Prof. Dr.-Ing.
Tilo Heimbold
Professur Zuverlässigkeit, Fabrikautomaten, Spezielle Projektierungswerkzeuge, Visualisierung
Bereich:
Telefon:
+49 341 3076-1178
M. Eng. Dipl.-Ing. Tobias Rudloff
M. Eng. Dipl.-Ing.
Tobias Rudloff
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Bereich:
Telefon:
+49 341 3076-1277

Kooperationspartner

  • enspring GmbH – 3D-Druck Leipzig-Halle

Förderung