Innovative Non-Waste-Wachsschalungen für die Herstellung von hochpräzisen Maschinengestellen aus UHPC

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Harald Kloft
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb ; Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik ; Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 387520741

Im DFG-Schwerpunktprogramm 1542 'Leicht Bauen mit Beton' wurde vom Antragsteller in Kooperation mit dem Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF) der TU Braunschweig das Projekt Non-Waste-Wachsschalungen: 'Neuartige Präzisions-Schalungen aus 100 % recycelbaren Industrie-Wachsen zur Herstellung von geometrisch komplexen Beton-Bauteilen' bearbeitet. Im Rahmen des Projektes konnten die gestellten Ziele zur erfolgreichen Erforschung der technischen Grundlagen für die 'Non-Waste-Wachsschalungstechnologie' erreicht werden, wodurch es jetzt möglich ist, Bauteile aus Beton und insbesondere aus ultrahochfesten Betonen (UHPC) in nahezu jeder geometrischen Form mit einstellbaren Oberflächenqualitäten, scharfen Kanten und kleinsten Krümmungsradien in einem nachhaltigen Verfahren herzustellen. Dabei wird eine Präzision im Zehntelmillimeterbereich erreicht, die selbst im Maschinenbau für Maschinengestelle als sehr hoch einzustufen ist. Ein weiterer Vorteil der Wachsschalung ist die Einhaltung eines geschlossenen Materialkreislaufes (Closed Loop Recycling), wodurch die Wachsschalungstechnologie nicht nur wirtschaftlich interessant ist, sondern auch ökologisch relevant wird, da durch das Recycling (Einschmelzen) des Wachsschalungsmaterials keine Abfallprodukte im Produktionsprozess entstehen. Insbesondere für den Hochleistungswerkstoff UHPC bietet sich mit der Wachsschalungstechnologie die Chance, nicht nur im Bauwesen, sondern auch im Maschinenbau die Herstellung von hochpräzisen Maschinengestellen deutlich zu verbessern und weitere neuartige Anwendungsgebiete zu erschließen. Zusammen mit zwei Anwendungspartnern soll im Rahmen des vorliegend beantragten Erkenntnistransfer-Projekts die 'Non-Waste-Wachsschalungstechnologie' für die industrielle Herstellung von hochpräzisen Maschinengestellen aus UHPC weiterentwickelt und hinsichtlich ihrer Robustheit, Praktikabilität und Wirtschaftlichkeit im industriellen Einsatz optimiert werden. Ziel ist es, die Kosten für den Schalungsbau von UHPC Maschinengestellen - insbesondere für die Prototypenschalungen aber auch für Kleinserien - deutlich zu senken und so effizientere Schalungssysteme und Maschinenbauteile aus UHPC herstellen und auf dem Markt anbieten zu können. Nach Abschluss des Erkenntnistransfer-Projektes steht den Anwendungspartnern eine Technologie zur Verfügung, welche durch Schließen der digitalen Produktionskette von Planung, Bemessung bis hin zum CNC gesteuerten Schalungsbau, das mögliche Formenspektrum erweitert, die Herstellungsgeschwindigkeit und Präzision deutlich erhöht und den manuellen Herstellungsaufwand erheblich reduziert. Hierdurch kann das Kerngeschäft zur Herstellung von Maschinengestellen ausgebaut und durch eine Vielzahl weiterer Maschinenbauteile, wie z.B. Pressformen, Umformwerkzeuge und Messgestelle, erweitert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: Sudholt-Wasemann GmbH; Dyckerhoff GmbH; Wilhelm Dyckerhoff Institut
• Mitverantwortliche: Professor Dr.-Ing. Harald Budelmann; Professor Dr.-Ing. Klaus Dröder; Professor Dr. Henning Menzel