Baumaterial mit Dornen 18.11.2015, 08:11 Uhr

Verhaken statt Schichten: Bauen mit Stäbchen wie beim Mikado

Ein bisschen erinnert diese Technik an Mikado: Kurze Stäbe haben sich verhakt, und dank Dornen wirkt das Ganze auch noch ganz stabil. Es sind Säulen, die Architekten der Uni Stuttgart mit einem neuen Baumaterial gebaut haben. Und wie baut ein Roboter diese Säulen?

Das ist ein neues Baumaterial: Die Stäbe aus recyceltem Kunststoff sind mit kleinen Dornen ausgestattet, so dass sich die Stäbchen verhaken. Daraus kann man zum Beispiel stabile Säulen bauen.

Das ist ein neues Baumaterial: Die Stäbe aus recyceltem Kunststoff sind mit kleinen Dornen ausgestattet, so dass sich die Stäbchen verhaken. Daraus kann man zum Beispiel stabile Säulen bauen.

Foto: ICD Stuttgart

Das ist ein neues Baumaterial: Die Stäbe aus recyceltem Kunststoff sind mit kleinen Dornen ausgestattet, so dass sich die Stäbchen verhaken. Daraus kann man zum Beispiel stabile Säulen bauen.

Foto: ICD Stuttgart

Foto: ICD Stuttgart

Foto: ICD Stuttgart

Foto: ICD Stuttgart

Foto: ICD Stuttgart

Foto: ICD Stuttgart

Foto: ICD Stuttgart

Foto: ICD Stuttgart

Foto: ICD Stuttgart

Stellenangebote im Bereich Bauwesen

Bauwesen Jobs
Heinrich Wassermann GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Bauleiter / Bauingenieur / Projektingenieur Tiefbau (m/w/d) als Projektleiter Kanalbau - Ingenieurbau - Stollenbau Heinrich Wassermann GmbH & Co. KG
VH-7 Medienküche GmbH-Firmenlogo
Bauingenieur / Umweltingenieur oder Ingenieur Umweltschutztechnik (M/w/d) VH-7 Medienküche GmbH
Stuttgart Zum Job 
Stadt Worms-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/d) CAFM Stadt Worms
Stadt Worms-Firmenlogo
Ingenieur / Landschaftsarchitekt (m/w/d) Stadt Worms
DB AG-Firmenlogo
Bauingenieur:in (w/m/d) DB AG
verschiedene Standorte Zum Job 
Landeshauptstadt Düsseldorf-Firmenlogo
Bachelor / Master of Engineering oder Science, Fachrichtung Bauingenieurwesen, Vertiefungsrichtung Konstruktiver Ingenieurbau, Verkehrswesen oder Baubetrieb für die technischen Abteilungen des Amtes für Brücken-, Tunnel-, und Stadtbahnbau (m/w/d) Landeshauptstadt Düsseldorf
Düsseldorf Zum Job 
Landeshauptstadt Düsseldorf-Firmenlogo
Ingenieur*in / Architekt*in für den Bereich der Planung von Stadtbahnanlagen für das Amt für Brücken-, Tunnel- und Stadtbahnbau Landeshauptstadt Düsseldorf
Düsseldorf Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d) C-ITS Entwicklung Die Autobahn GmbH des Bundes
Frankfurt am Main Zum Job 
DB Netz AG-Firmenlogo
Vergabemanager:in im Vertragsmanagement des Großprojekts Rhein-Ruhr-Express (RRX) (w/m/d) DB Netz AG
Köln, Dortmund, Duisburg Zum Job 
Albtal-Verkehrs-Gesellschaft mbH-Firmenlogo
Projektleiter*in Verkehrsanlagen Bauingenieur*in (m/w/d) Albtal-Verkehrs-Gesellschaft mbH
Karlsruhe Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur als Geschäftsbereichsleitung (w/m/d) Planung Die Autobahn GmbH des Bundes
Osnabrück Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur / Architekt (w/m/d) als Leitung der Abteilung Hochbau Die Autobahn GmbH des Bundes
Deutsche Rentenversicherung Bund-Firmenlogo
Teamleiter*in Bauprojekte Elektrotechnik (m/w/div) Deutsche Rentenversicherung Bund
BG ETEM-Firmenlogo
Dipl.-Ing. (Uni/TU/TH), M. Sc./Eng. (m/w/d) im Bereich Fachkompetenzcenter Elektrische Gefährdungen BG ETEM
ISB Ingenieurgesellschaft für Sicherungstechnik und Bau mbH-Firmenlogo
Teamleiter (m/w/d) Technische Ausrüstung ISB Ingenieurgesellschaft für Sicherungstechnik und Bau mbH
Bautzen Zum Job 
Freiburger Stadtbau GmbH-Firmenlogo
Projektleiter / Bauherrenvertreter (m/w/d) Wohnungsbau Neubau / Modernisierung Freiburger Stadtbau GmbH
Freiburg im Breisgau Zum Job 
Landesbetrieb Bau und Immobilien Hessen (LBIH)-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Elektrotechnik Landesbetrieb Bau und Immobilien Hessen (LBIH)
Bad Nauheim, Gießen Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur (w/m/d) Projektmanagement Straßenbau / Öffentliches Recht Die Autobahn GmbH des Bundes
Hohen Neuendorf bei Berlin Zum Job 
NKT Group GmbH-Firmenlogo
Junior Site Manager (m/w/d) NKT Group GmbH
Köln, Berlin Zum Job 
BG ETEM  - Berufsgenossenschaft Energie Textil Elektro Medienerzeugnisse-Firmenlogo
Dipl.-Ing. (Univ./TH/TU), M.Eng. oder M.Sc. (m/w/d) als Aufsichtsperson gemäß des § 18 SGB VII BG ETEM - Berufsgenossenschaft Energie Textil Elektro Medienerzeugnisse
Raum Nordniedersachsen Zum Job 

 

Die fertigen und etwas bizarr aussehenden Türme könnten auch als Kunstwerke durchgehen. Dornenförmige Bauteile aus Kunststoff haben sich fest miteinander verhakt und bilden die stacheligen Bauwerke, die trotz ihrer Luftigkeit erstaunlich stabil sind. Ein Roboter hat die Bauwerke ohne jegliche Bindemittel innerhalb weniger Stunden errichtet und kann sie auch rückstandslos wieder abtragen. Die Idee für den ICD Aggregate Pavilion kommt vom Institut für Computerbasiertes Design der Universität Stuttgart.

Bauteile haben vier oder sechs Dornen

Laut der beiden Erfinder der Konstruktion, die beiden Architekten Prof. Achim Menges und Karola Dierichs, handelt es sich hier um die erste architektonische Struktur mit einem Granulat-System. Die einzelnen Granulate sind im Spritzgussverfahren aus recyceltem Kunststoff entstanden und sehen aus wie Dornen. Es gibt drei verschiedene Granulat-Typen, die entweder vier oder sechs Stacheln haben und unterschiedlich groß sein können.

Die dornenförmigen Bauteile aus Kunststoff haben sich fest miteinander verhakt und bilden die stacheligen Bauwerke, die trotz ihrer Luftigkeit erstaunlich stabil sind. 

Die dornenförmigen Bauteile aus Kunststoff haben sich fest miteinander verhakt und bilden die stacheligen Bauwerke, die trotz ihrer Luftigkeit erstaunlich stabil sind.

Quelle: ICD Stuttgart

Sie sind das Ergebnis aufwendiger Forschungsreihen, mit denen die Computerdesigner die Sternform immer wieder variierten, bis die Ergebnisse sowohl mit der Computersimulation, als auch mit den physischen Tests mit Maßstabsmodellen übereinstimmten. Aber nicht nur die Bauteile selbst, die bei der Demonstration 7 x 7 m groß war, auch die Art der Montage ist ungewöhnlich.

Roboter verbaut 30.000 Einzelteile in wenigen Stunden

Die Türme werden zwar von unten nach oben aufgebaut, aber nicht von Menschenhand, sondern von einem Roboter, der speziell für diesen Einsatz gebaut wurde. Er schwebt über der Baustelle, ist mit Seilen an vier Bäumen befestigt und fährt hin und her, um die einzelnen Bauteile mit seinem Greifarm auf den runden Betonfundamenten zu platzieren.

Die Stäbchen werden aber nicht zufällig zusammengeschüttet, sondern nach Plan von einem Roboter ineinander gelegt. 

Die Stäbchen werden aber nicht zufällig zusammengeschüttet, sondern nach Plan von einem Roboter ineinander gelegt.

Quelle: ICD Stuttgart

Das Ganze passiert nach einem programmierten Bewegungsmuster, um die Granulate präzise in die beste Position zu bringen. Diese verhaken sich miteinander und bilden eine stabile Einheit. Insgesamt verbaute der Roboter innerhalb weniger Stunden 30.000 Einzelteile, die nicht nur schnell aufgebaut, sondern auch wieder abgetragen werden können.

Weil es keinerlei Verbindungsmittel im Bauwerk gibt, fallen beim Abbau auch keine Rückstände an und die dornenförmigen Bauteile können wieder neu konfiguriert werden.

Der kleine Roboter, der die Stäbchen zu einem Objekt zusammenlegt, wird an vier Seilen über dem Bauplatz fixiert.

Der kleine Roboter, der die Stäbchen zu einem Objekt zusammenlegt, wird an vier Seilen über dem Bauplatz fixiert.

Quelle: ICD Stuttgart

Neben der vertikalen Bauweise, wie sie von den Designern im ICD Aggregate Pavilion vorgeführt wurde, sind auch andere architektonische Konstruktionen mit dem neuen Material möglich. Im Labor haben Dierichs und Menges statisch anspruchsvolle Bögen und Kuppeln errichtet, ebenfalls ohne Gerüst und Verbindungsmittel und jederzeit demontierbar. Das dornenförmige Baumaterial wartet nun auf seine erste Anwendung in der Praxis.

Die Stäbchen sind nicht das erst ungewöhnliche Baumaterial des ICD. Im vergangenen Jahr haben sich die Architekten den Seeigel als Vorbild genommen, um ein Pavillon zu bauen. Wie das funktioniert hat, lesen Sie hier.

 

Ein Beitrag von:

  • Gudrun von Schoenebeck

    Gudrun von Schoenebeck

    Gudrun von Schoenebeck ist seit 2001 journalistisch unterwegs in Print- und Online-Medien. Neben Architektur, Kunst und Design hat sie sich vor allem das spannende Gebiet der Raumfahrt erschlossen.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.