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82 BWI %u2013 BetonWerk International %u2013 5 | 2025 www.cpi-worldwide.comWasa legt schon seit vielen Jahrzehnten Wert auf einen engen Kontakt mit Universit%u00e4ten, Instituten und anderen Forschungseinrichtungen, um nicht nur seine eigenen Produkte weiterzuentwickeln, sondern auch um neue Impulse und Ideen f%u00fcr k%u00fcnftige Trends zu gewinnen. Aktuell l%u00e4uft zwischen der Wasa-Gruppe, dem Steinbeis-Innovationszentrum FiberCrete und der TU Chemnitz ein Forschungsvorhaben zur Herstellung hochpr%u00e4ziser Schalungselemente mittels parametrisch programmierter Betonextrusion und -bearbeitung. Im hiesigen Bericht wird eine Zusammenfassung des aktuellen Forschungsstandes gegeben.EinleitungDer sich versch%u00e4rfende Fachkr%u00e4ftemangel in der Bauindustrie und der damit verbundene Digitalisierungsbedarf sind Aufgaben der Gegenwart und Zukunft in Forschung und Entwicklung. Dar%u00fcber hinaus st%u00f6%u00dft die Bau- und Geb%u00e4udeindustrie weiterhin Rekordmengen an Treibhausgasen aus und verfehlt damit immer noch die Ziele des Pariser Klimaabkommens. Der Sektor ist mittlerweile f%u00fcr 37 Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich [1]. Um die Emissionen zu reduzieren, muss die Nachhaltigkeit im Bauwesen erh%u00f6ht werden. Dies kann zum einen durch die Substitution von CEM I-Zement durch klimafreundlicheren Zement erreicht werden. Zum anderen sind der effiziente Materialeinsatz, eine kraftflussorientierte Bauweise und die Wiederverwendung recycelter Abfallstoffe ebenfalls enorme Optionen, um den CO2-Aussto%u00df der Branche zu reduzieren. Auf dieser Grundlage k%u00f6nnen additive Fertigungsverfahren potenziell zur Schl%u00fcsseltechnologie der zuk%u00fcnftigen Bauindustrie werden. Der 3D-Druck von Beton zeichnet sich durch eine hohe Gestaltungsfreiheit aus, was wiederum der Einsparung einzigartiger und komplexer Schalungen sowie der kraftflussgerechten Gestaltung von Bauteilen und damit der Materialeinsparung zugutekommt. Der mit dieser Art der Produktion m%u00f6gliche hohe Automatisierungsgrad wird dem Fachkr%u00e4ftemangel in Zukunft entgegenwirken. In vielen Anwendungen ist jedoch die schichtweise Oberfl%u00e4chenstrukturierung, die beim Drucken des Betons entsteht, unerw%u00fcnscht. Beim aktuellen Stand der Forschung wird der gedruckte Beton im ausgeh%u00e4rteten Zustand gefr%u00e4st, was wiederum einen hohen Werkzeugverschlei%u00df, niedrige Fr%u00e4sgeschwindigkeiten und einen relativ geringen Materialabtrag zur Folge hat [2]. Um diese Nachteile zu vermeiden, ist die Verarbeitung des gedruckten Betons im Frischzustand weitgehend in den Vordergrund ger%u00fcckt. Hochwertige und geometrisch komplexe Betonfertigteile stellen einen gro%u00dfen Bereich des aktuellen Trends in der Bauindustrie dar [3]. Ein weiterer aktueller Trend, der sich in Zukunft enorm ausweiten wird, ist die Funktionalisierung von Betonelementen. Dazu geh%u00f6rt beispielsweise die Integration einer Heizfunktion, die Integration von LEDs f%u00fcr direkte oder indirekte Beleuchtung oder andere elektrifizierte Funktionen [4].Im Fokus dieser Forschung steht die Herstellung eines neuartigen flexiblen Schalungselements, das in Kombination mit herk%u00f6mmlichen Schalungselementen die Herstellung komplex geformter Betonfertigteile ohne Entformungsschr%u00e4gen oder mit lokalen Hinterschneidungen erm%u00f6glicht. Zur Herstellung der flexiblen Elemente wird ein mineralisch gebundenes Material nahe der Endkontur gedruckt. Danach wird es im Frischzustand verarbeitet und schlie%u00dflich nach dem Aush%u00e4rten auf die Endkontur gefr%u00e4st. Das Modell wird mit einem Gie%u00dfharz abgeformt. Das entstandene flexible Schalungselement erzeugt das Betonteil mit Hinterschneidungen. Das gedruckte und gefr%u00e4ste Modell kann anschlie%u00dfend recycelt und in den Materialkreislauf zur%u00fcckgef%u00fchrt werden. Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit stehen dabei im Vordergrund, weshalb die Technologie vor allem im Prototyping und in der Kleinserienfertigung eingesetzt werden soll, um etablierte konventionelle Verfahren nach dem Stand der Technik wie das umweltsch%u00e4dliche Fr%u00e4sen aus Polystyrolvollmaterial zu ersetzen. Im Formenbau besteht aufgrund der Individualit%u00e4t der Bauteile ein gro%u00dfes Potenzial zur Ressourceneinsparung.Material und MethodenMaterialentwicklung, Untersuchungen und RecyclingZiel war die Entwicklung eines Materials mit geringen CO2-Emissionen aus den eingesetzten Rohstoffen. Auch eine geHerstellung pr%u00e4ziser Schalungselemente mittels parametrisch programmierter Betonextrusion und -bearbeitungWasa AG, 64293 Darmstadt, Deutschland n Dr. Arno Schimpf, Wasa AG, DeutschlandMarvin Absto%u00df, M.Sc., Dipl.-Ing. Henrik Funke Steinbeis-Innovationszentrum FiberCrete, DeutschlandProf. Dr.-Ing. habil. Sandra Gelbrich, TU Chemnitz, Deutschland