AIBetOn3D: KI-assistierter 3D-Druck für Baustoffe

Abstract

Das AIBetOn3D-Konsortium verband KI, additiven Baustoffdruck und CO2-arme Materialien, um formflexible Kleinserienbauteile technisch, ökologisch und wirtschaftlich zu entwickeln. Es definierte Anforderungen, etablierte eine durchgängige Daten-/Wissensbasis, realisierte Demonstratoren und überführte Ergebnisse in belastbare Bewertungs- und Verwertungspfade. 3RS leitete das Vorhaben und betrieb die zentrale Daten-/Sensorplattform. Das KIT lieferte die semantische Architektur und implementierte Bayessche Optimierung für datenarme Parametertunings. Die HKA setzte die Anforderungen praktisch um: Großraum-Ton-Drucker, Extruder-/Glättungskonzepte, durchgehende Prozesskette von Konstruktion bis Prüfung sowie die CO2-Bilanz des Ton-Drucks. HAURATON strukturierte Norm- und Anwendungsvorgaben, untersuchte CO2-arme Bindemittel und Zuschläge, optimierte Rezepturen und testete Betonfertigteile. Gemeinsam mit MBS wurden Betondruck und Digital Casting erprobt. Ein CO2-Tool berechnet Emissionen transparent aus Stoff-/Prozessdaten; ein Wirtschaftlichkeits-Tool bewertet stückzahlabhängig. Mit 3RS wurden 3D-gedruckte Kunststoffformen für effiziente Kleinserien gefertigt. MBS validierte ein Verzögerer/ Beschleuniger-Konzept, zeigte hohe Druckqualität mit klinkerreduzierten Mischungen und die Übertragbarkeit auf Digital Casting. Iterativ und datengetrieben: Industriedaten speisten die HKA-Versuche; Prüf-/Sensordaten schärften die KIT-Modelle; die 3RS-Plattform bündelte den Zugriff. So wurden Druckstrategien, Extruderkonzepte und Rezepturen zielgerichtet angepasst, Prozessfenster abgesichert und ökologische Effekte früh sichtbar gemacht. Ergebnis: praxistaugliche Wege zu energie-/materialeffizienten Bauteilen, stabilere Prozesse und skalierbare Pfade in Richtung 3D-Betondruck und Digital Casting. Der entstandene Baukasten aus Methoden, Datenstrukturen, Prozessketten und Geschäftsansätzen koppelt Entwurf, Fertigung und Nachhaltigkeit.