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Additive Bauindustrie

Erste 3D-gedruckte Brücke ebnet Weg für smarte Infrastrukturen

| Redakteur: Stefan Guggenberger

3D-Druck erobert aktuell die Bauindustrie. Beim Bau von Brücken zeigen sich die Vorteile additiver Bau- und Konstruktionsverfahren. Dazu zählt auch die Vernetzung von Infrastrukturen und Bauwerken.

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Interessierte besichtigen die 3D-gedruckte Brücke in Amsterdam.
Interessierte besichtigen die 3D-gedruckte Brücke in Amsterdam.
(Bild: MX3D)

Die Brücke ist nicht nur stabil, sondern auch smart. Verkehr, Festigkeit sowie Umgebungsdaten werden gesammelt und sollen Auskunft über die Funktionalität liefern. Durch die Kommunikation zwischen Infrastrukturen und Designplattformen soll zukunftsorientierter Städtebau ermöglicht werden.

Die Weltbevölkerung soll bis 2050 auf 9,7 Milliarden Menschen steigen. Davon werden voraussichtlich 6,4 Milliarden in Städten leben. Damit steigt der Bedarf an Immobilien sowie die Anforderungen an die Infrastruktur. Hinzu kommt, dass bereits heute der Fachkräftemangel die Baubranche unter Druck setzt und in vielen Städten moderne Infrastruktur, bezahlbarer Wohnraum sowie Gewerbeimmobilien fehlen.

Um die künftigen komplexen Herausforderungen zu meistern, muss die Branche verstärkt auf Innovationen setzen: Neue Denkweisen und Technologien wie 3D-Druck, Künstliche Intelligenz (KI), Building Information Modeling (BIM) und Geographic Information Systems (GIS) können konventionelle Fertigungssilos aufbrechen und gleichzeitig zu einer smarten sowie vernetzten Infrastruktur beitragen, um effektiver und nachhaltiger zu bauen.

Brücken-Projekt zeigt, wie smarte Technologien den Bau von Infrastrukturen verändern können

Das niederländische Unternehmen MX3D ließ zum Beispiel im 3D-Metalldruckverfahren eine Brücke von zwei Industrierobotern anfertigen, deren Design mit dem Dutch Design Award 2018 ausgezeichnet wurde.

Bei dem Brücken-Projekt wurden die zwei selbständig arbeitenden Roboter mit einer komplexen Software kontrolliert. Der Metalldruck erfolgte mit hochentwickelten Schweißgeräten, die das Metall durch Schweißen in praktisch jeder Orientierung schichtweise aufbauen. Auf diese Weise kommt der Druck ohne die bisher traditionellen Stützstrukturen aus.

Um Informationen über den Brückenverkehr, die Stabilität und Festigkeit der Brücke sowie über die umliegende Nachbarschaft und Umgebung zu erhalten, wurde das Bauwerk mit Sensoren ausgestattet. Die gesammelten Daten werden in die Cloud übertragen und dort verarbeitet, visualisiert und ausgewertet. So können alle Beteiligten an Infrastruktur- oder Bauprojekten die Daten weltweit in jeder beliebigen Umgebung verwalten und in anderen Kontexten wiederholt und für verschiedenste Zwecke nutzen.

Die Brücke zeigt, was schon heute mit modernster generativer Design-Software, Robotik und Sensorik möglich ist und wagt einen Ausblick, wie sich die Konstruktionswelt künftig nachhaltig verändern kann.

Integration von BIM und GIS fördert die ganzheitliche Planung

Neben dem Datenaustausch zwischen den Infrastrukturen ist auch die Kommunikation zwischen BIM (Building Information Modeling), CAD (Computer-Aided Design)und GIS (Geographic Information Systems) entscheidend für eine ganzheitlichere Planung von Städten. Während Planer und Bauherren BIM zur Erstellung von 3D-Entwürfen und im Bau von einzelnen Objekten nutzen, beziehen sich GIS-Informationen auf skalierbare Aktivitäten wie die Planung von Städten und Regionen. Eine Kombination aus beiden Anwendungen erlaubt es der Industrie und den Stadtplanern, realitätsnah zu entwerfen und Grundstücke, Straßen und Versorgungsleitungen direkt in die Objektplanung einzubeziehen. Darüber hinaus wird durch den nahtlosen Austausch von Informationen eine Datenredundanz vermieden. Dies führt zu einer verbesserten Planung, die dem Auftraggeber Kosten erspart.

Kooperation zwischen Autodesk und Esri unterstützt Smart City Initiativen

Um eine bessere Interoperabilität zwischen BIM- und GIS-Plattformen und -Software zu ermöglichen und die Errichtung sowie den Betrieb von Gebäuden und Anlagen effizienter zu gestalten, kooperiert Autodesk mit Esri, dem weltweit führenden Anbieter von GIS. „Die Partnerschaft mit Esri zielt darauf ab, die Leistungsfähigkeit von BIM- und GIS-Karten zu vereinen, die es unseren gemeinsamen Kunden ermöglichen, alles und überall zu bauen“, sagt Uwe Wassermann, Director vom AEC Business Development & Named Account Marketing bei Autodesk. „Unser Anspruch ist es, Industrie und Stadtplanern die Möglichkeit zu geben, im Kontext der realen Welt zu gestalten. Dies wird es den Städten ermöglichen, zuverlässigere, besser vernetzte sowie nachhaltigere Städte und Infrastrukturen zu bauen.“

Gemeinsam unterstützen Autodesk und Esri Smart-City-Initiativen und geben AEC-Firmen und Projekteignern die Möglichkeit, im größeren Kontext unter Einbeziehung der weiteren Umgebung zu planen und zu bauen. Das Ziel ist ein direkter und reibungsloser Informationsfluss zwischen BIM und GIS, der wirtschaftlichere, sozialere und umweltfreundlichere Planungs- und Entwurfspraktiken fördert und so zu einer nachhaltigeren und widerstandsfähigeren Infrastruktur beitragen kann.

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