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

Verhaken statt Schichten: Bauen mit Stäbchen wie beim Mikado
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
Verhaken statt Schichten: Bauen mit Stäbchen wie beim Mikado
Foto: ICD Stuttgart
Verhaken statt Schichten: Bauen mit Stäbchen wie beim Mikado
Foto: ICD Stuttgart
Verhaken statt Schichten: Bauen mit Stäbchen wie beim Mikado
Foto: ICD Stuttgart
Verhaken statt Schichten: Bauen mit Stäbchen wie beim Mikado
Foto: ICD Stuttgart
Verhaken statt Schichten: Bauen mit Stäbchen wie beim Mikado
Foto: ICD Stuttgart
Verhaken statt Schichten: Bauen mit Stäbchen wie beim Mikado
Foto: ICD Stuttgart
Verhaken statt Schichten: Bauen mit Stäbchen wie beim Mikado
Foto: ICD Stuttgart
Verhaken statt Schichten: Bauen mit Stäbchen wie beim Mikado
Foto: ICD Stuttgart

 

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.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Airbus Helicopters-Firmenlogo
#ET7A Electrical System Engineer - Airplane Doors (d/f/m) Airbus Helicopters
Donauwörth Zum Job 
IMS Messsysteme GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/i) optische und radiometrische Messsysteme IMS Messsysteme GmbH
Heiligenhaus Zum Job 
Propan Rheingas GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Ingenieur Sicherheitstechnik (m/w/d) Propan Rheingas GmbH & Co. KG
Jungheinrich-Firmenlogo
Head of Development Automated Driving (m/w/d) Jungheinrich
Lüneburg Zum Job 
G + S Planungsgesellschaft mbH-Firmenlogo
Bauingenieur (m/w/d) für die Bereiche Tragwerksplanung und bautechnische Prüfung G + S Planungsgesellschaft mbH
Hamburg Zum Job 
Kromberg & Schubert Automotive GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Ingenieur als Supplier Quality Manager (m/w/d) Kromberg & Schubert Automotive GmbH & Co. KG
Abensberg bei Regensburg Zum Job 
LEONHARD WEISS GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Bauingenieur / Bautechniker Digitalisierung (m/w/d) LEONHARD WEISS GmbH & Co. KG
Satteldorf Zum Job 
Munich Consulting Group-Firmenlogo
Junior Consultant Industrial Engineering (m/w/d) Munich Consulting Group
München Zum Job 
Munich Consulting Group-Firmenlogo
Senior Consultant Industrial Engineering (m/w/d) Munich Consulting Group
München Zum Job 
Munich Consulting Group-Firmenlogo
Consultant Industrial Engineering (m/w/d) Munich Consulting Group
München Zum Job 
NewTec-Firmenlogo
Software-Entwickler (m/w/d) Embedded Applikationen NewTec
Freiburg im Breisgau Zum Job 
Saale Energie GmbH-Firmenlogo
Elektroingenieur / Ingenieur Elektrotechnik (w/d/m) Saale Energie GmbH
Schkopau Zum Job 
SWM Services GmbH-Firmenlogo
CAE Administrator*in (m/w/d) SWM Services GmbH
München Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur Bauwerkserhaltung (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Bauingenieur:in Bebauungsplan (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Projektleitung Starkregenrisikomanagement (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Ingenieur:in Wartungsplanung (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Ingenieur:in Elektrotechnik - Betriebsführung (VEFK) und Planung (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Projektleiter:in für kleine und mittelgroße Investitionsprojekte in Wasserwerken (Werke) (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Ingenieur:in Instandhaltungsmanagement / Werke (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe

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.