WO2023275182A1 - Verfahren und system zum erzeugen einer wand - Google Patents

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WO2023275182A1
WO2023275182A1 PCT/EP2022/067970 EP2022067970W WO2023275182A1 WO 2023275182 A1 WO2023275182 A1 WO 2023275182A1 EP 2022067970 W EP2022067970 W EP 2022067970W WO 2023275182 A1 WO2023275182 A1 WO 2023275182A1
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reinforcement
counter
building material
wall
mineral building
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PCT/EP2022/067970
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English (en)
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Gözdem Dittel
Thomas Gerhard Gries
Steffen Hagen Dringenberg
Mohit Ajitkumar Raina
Original Assignee
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (Rwth) Aachen
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Publication date
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    • E04B1/35—Extraordinary methods of construction, e.g. lift-slab, jack-block

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a wall, which comprises an additive application step.
  • the invention relates to a system for creating a wall.
  • Additive concrete production is a promising technology for the construction sector. This technology offers advantages such as a high level of design freedom, easy adaptability and the possibility of resource-efficient and sustainable construction. However, there are still considerable difficulties in additively manufacturing load-bearing compo nents.
  • DE 102018008703 describes a device and a method for reinforcing structures produced using 3D concrete printing.
  • the concrete is applied in layers from above by a nozzle held on a rail.
  • Adjustable scraper plates are attached to the side next to the nozzle.
  • Reinforcement elements are fed in individually at defined intervals.
  • machines for plastering walls are known. They smooth the wall with a metal sheet placed under a concrete outlet and connected to the concrete outlet. Such an automaton is only suitable for plastering a wall, but not for creating a supporting structure.
  • a first aspect of the invention relates to a method for producing a wall.
  • the wall can be designed as part of a structure. At least one wall can move partially extend in vertical direction.
  • a wall can be a substantially vertical structure of a building.
  • the wall can be designed as a building wall, for example.
  • the wall can be designed as a supporting structure of a building.
  • the wall can support a floor of a floor above or a roof arranged thereon.
  • the wall can be created directly at its location.
  • the wall cannot be a prefabricated component that is mass-produced in a factory and transported to the place of use.
  • the wall can be a custom-made part of a building.
  • the wall can also be a prefabricated component, for example.
  • the method may include a step of providing reinforcement.
  • the reinforcement can form a reinforcement of the wall.
  • the reinforcement can be designed as a reinforcement.
  • the reinforcement can increase the load-bearing capacity of the wall and, in particular, absorb a higher buckling load.
  • the reinforcement can be provided, for example, in such a way that it essentially corresponds to a shape of the wall to be produced.
  • the reinforcement can extend vertically and horizontally approximately as far as the wall to be created. Reinforcement can allow or greatly enhance the transmission of tensile and bending loads within the wall.
  • the reinforcement can be designed as a textile reinforcement.
  • the reinforcement can be formed from one or more continuous fibers.
  • the reinforcement can be formed from one or more yarns.
  • the respective textile parts of the textile reinforcement such as individual yarns, can be connected to one another particularly well, for example by weaving, knitting or fusing in certain areas. This makes it easy to provide monolithic reinforcement.
  • Textile reinforcement can be easily adapted to the shape of the wall to be created, which means that the advantages of additive manufacturing steps can be used particularly well when creating the wall.
  • the textile reinforcement can easily be adapted to the respective load paths in the wall, thus providing reinforcement that is appropriate for the load. As a result, the efficiency of the structure can be increased.
  • the textile reinforcement can have several layers.
  • the textile reinforcement can form a three-dimensional reinforcement.
  • the textile reinforcement can be designed, for example, as a three-dimensional textile.
  • Three-dimensional textiles can have a caliper that is greater than a diameter of individual yarns and/or a sum of the diameters of crossing yarns.
  • the respective yarns can be woven, knitted, glued or crossed with one another in all three spatial directions.
  • the textile reinforcement can be designed as a spacer fabric. As a result, particularly good reinforcement can be achieved, even with very thick walls and/or thin yarns.
  • the reinforcement can be designed as a metal-based reinforcement.
  • Metallic reinforcement can absorb large forces and is readily available.
  • the reinforcement can be made of steel.
  • Metal-based reinforcement can be very resistant to fire.
  • the step of providing the reinforcement can also have a step of creating the reinforcement.
  • the reinforcement can be provided such that the reinforcement extends at least partially in the vertical.
  • the reinforcement is provided as it is to be arranged later in the wall to be generated.
  • the method has a step of arranging a production device on a first side of the reinforcement and a counter-device on a second side of the reinforcement opposite the first side.
  • the first side can be an outside of the reinforcement and the second side can be an inside of the reinforcement.
  • the two sides can be defined by a Flaupter extension of the reinforcement.
  • the two sides cannot correspond to respective front sides, a top side and a bottom side of the wall to be created.
  • the two sides extend mainly in the vertical and horizontal directions.
  • the two sides can be designed as a plane.
  • the Reinforcement can be a substantially planar piece.
  • the two sides can extend parallel to each other.
  • the method has a step of an additive application of a mineral building material by means of the production device from the first side of the reinforcement.
  • the production device can be designed to apply a mineral building material addi tively.
  • the production device can have, for example, a nozzle or a comparable device, such as a spout or a funnel, for distributing the building material into the free space, from which the mineral building material is dispensed.
  • the nozzle can remain completely on the first side of the reinforcement during the additive application.
  • the nozzle can be held displaceably.
  • the manufacturing device may include a robotic arm for moving the nozzle.
  • the mineral building material can be concrete, for example, which is particularly suitable for building walls. Another example of the mineral building material is cement.
  • the mineral building material can be applied in a flowable state.
  • the method can have a step of curing the mineral building material after its additive application.
  • the mine ral building material can have a binder for this.
  • a hardening of the mineral building material can be shared, for example, by a chemical reaction between its constituents, in particular by a chemical setting process.
  • An additive application can be a layered application of the mineral building material.
  • a three-dimensional wall can be created by additive application. The application takes place, for example, under computer control or manually according to specified dimensions and shapes.
  • Additive application means, for example, that a mold into which the mineral building material is poured in non-additive processes can be dispensed with.
  • the wall can also be produced without a formwork that is set up permanently or at least for the duration of the production of the wall, which can be removed, for example, only after the mineral building material has hardened.
  • the mineral building material partly gets through the reinforcement onto the opposite, second side of the reinforcement.
  • the mineral building material pressed through through openings in the reinforcement during additive application. This allows the reinforcement to be encased on both sides by the mineral building material.
  • the mineral building material can enclose the reinforcement in a watertight and/or airtight manner.
  • the mineral building material used to create the wall is only applied additively from the first side of the reinforcement.
  • no mineral building material is applied to create the wall from the second side of the reinforcement.
  • additive application of the mineral building material on one side can be sufficient to create a wall whose mineral substance extends to the reinforcement on both sides.
  • successively superimposed layers are applied in the horizontal direction.
  • the application can be a one-sided layered printing in the direction of the reinforcement and maintaining a desired print head angle.
  • the print head can have the nozzle for dispensing the mineral building material or be formed by it.
  • the method can have a step of tracking a counter-element on the second side of the reinforcement to a current location of the additive application of the mineral building material by means of the counter-device.
  • the counter device can have the counter element.
  • the counter-element can be held in a displaceable manner.
  • the counter-device can have a robotic arm for moving the counter-element.
  • the tracking can include moving the counter-element to a current location of the additive application of the mineral building material.
  • the current location of the additive application can be the location where the manufacturing device is just applying the mineral building material.
  • the counter element can remain on the second side of the reinforcement when tracking.
  • the counter-element can, for example, be moved at a distance on the second side of the reinforcement which corresponds to a desired thickness of the wall on the second side in relation to the reinforcement.
  • the tracking can include moving the counter-element depending on the current location of the additive application of the mineral building material. For example, the counter-element can be moved with a local and/or temporal displacement corresponding to the nozzle for the additive application of the mineral building material.
  • the nozzle can be guided a predetermined distance along the first side of the reinforcement along the reinforcement for additive application.
  • the counter element can be guided along the reinforcement on the second side of the reinforcement.
  • the counter element can limit application of the mineral building material on the second side.
  • the counter-element can be moved simultaneously with a shift in the current location of the additive application, for example due to a movement of the nozzle through the production device.
  • the tracking can be done automatically by the counter-device, for example depending on a sensor signal and/or depending on a desired shape of the wall to be produced and/or depending on a programmed sequence of movements of the counter-device and/or the production device.
  • the counter element and the nozzle for the additive application of the mineral building material can be arranged on opposite sides of the reinforcement.
  • the counter-element prevents the mineral building material from being pressed or flowing onto the second side when it is applied over a desired thickness or distance from the reinforcement.
  • the counter-element can thus specify a desired shape of the wall.
  • the accuracy when creating the wall can be increased by the counter-element.
  • the counter-element can take over the function of a boarding on the second side. In this case, however, the time-consuming erection of such a formwork and thus also the subsequent removal required can be dispensed with. As a result, the production of the wall can be particularly cost-effective.
  • the counter element can smooth a surface of the wall.
  • a smooth and/or level surface can be produced by smoothing, in particular smoother and/or leveler than in the case of additive orders without a counter element.
  • the counter-element can smooth out and/or press down the mineral building material after its additive application. This allows one uniformly shaped surface of the wall on the second side of the reinforcement can be achieved.
  • post-processing of the wall such as grinding it smooth after curing, can be omitted or at least be less expensive.
  • Splash shadow can be the designation of cavities in the wall that can form behind the reinforcement.
  • a structure of the reinforcement such as a textile yarn, can shield an area behind the reinforcement from the perspective of the first side, so that no mineral building material gets there, or at least less than necessary to create a completely filled wall there.
  • Appropriate alignment during additive applications in particular appropriate alignment of the nozzle for applying the mineral building material, can minimize or completely avoid spatter shadows.
  • this can cause a change in alignment in the area of the rebar, which can cause the wall to be irregularly shaped even on the second side of the rebar.
  • such a guide can be expensive and error-prone.
  • the counter-element can achieve a uniform wall design and/or surface of the wall.
  • the counter-element itself can reduce the spray shadow, for example independently of the guidance of the nozzle when additively applying the mineral building material.
  • the mineral building material that reaches the second side of the reinforcement can generate a counter-pressure on the counter-element, as a result of which the mineral building material can also reach areas directly behind the structure of the reinforcement. For example, the back pressure pushes the mineral building material into this area.
  • accumulation of the mineral building material on the counter-element can result in mineral building material increasingly flowing into this area.
  • the counter element can, for example, compensate for shielding of the second side of the reinforcement by a structure of the reinforcement when the mineral building material is applied additively from the first side of the reinforcement.
  • the method can optionally also have a subtractive step. For example, part of the applied mineral building material can be removed again. This removal can be done before or after curing. However, no subtractive step can also be provided in order to keep the costs low.
  • the counter-element can be designed as a flat plate, for example.
  • a simple type of counter-element can be a scraper plate.
  • One side of the counter-element, which faces the reinforcement when tracking and/or is in contact with the mineral building material, can be smooth, for example. So this side of the wall can also be smooth.
  • the counter-element can also have a surface structure, which can then be embossed into the surface of the wall when tracking.
  • the mating element may have a corrugated surface to create a corrugated-sided wall.
  • a smoothing of the wall can also refer to such a desired shape deviating from a plane.
  • the counter-element can be made of plastic, wood or metal, for example.
  • the counter-element can, for example, be provided with a coating that reduces adhesion to the mineral building material.
  • the counter-element can also be angular, for example, in order to be able to provide support at the same time for a wall with a corner on both sides of the corner when the mineral building material is added.
  • the method can also be used to create a wall running around a corner, and the advantages of a tracking counter-element can be used throughout. As long as no corner of the wall is created, the angular counter-element can then be held in such a way that only one side faces the reinforcement. For example, it may not be necessary to change the counter-element at the corner.
  • the parallel holding can reliably prevent the counter-element from deforming layers applied at an earlier point in time and/or from mineral building material flowing down and/or being pressed during additive application on the second side to respective previously applied layers. In addition, such an alignment of the counter-element can be adjusted easily.
  • the parallel holding can be related to a main extent of the counter-element and to a main extent of the reinforcement.
  • the mineral building material on the second side of the reinforcement is scraped off by the counter-element during the tracking.
  • the counter-element can, for example, pick up mineral building material that is beyond a target thickness when tracking. This building material taken along can be deposited, for example, in areas where the mineral building material does not reach a specified thickness.
  • the counter element can bring about a kind of spatula effect. This means that any production inaccuracies that may occur during additive orders, for example due to the reinforcement, a fluctuating output pressure of the mineral building material or an uneven viscosity of the mineral building material, can be compensated for easily and with little effort.
  • a mineral building material that is plastically deformable at least before curing can be applied accordingly.
  • the method provides for the mineral building material to flow through the reinforcement up to against the counter-element during application.
  • a mineral building material that is liquid when applied additively can thus form a desired wall shape.
  • the mineral building material can contact the counter-element.
  • the advantageous effects that are possible with the tracking counter-element can be realized in a particularly reliable manner.
  • the mineral building material is applied in relation to a normal of the reinforcement from a direction obliquely from above from the first side of the reinforcement.
  • the additive application may have an output direction at the manufacturing device with a portion oriented downwards.
  • the nozzle of the production device can point to the reinforcement from the side and from above.
  • the rebar normal can be a vector pointing perpendicularly away from the first side of the rebar.
  • the reinforcement can have a normal for the entire second side, provided that the reinforcement is flat and/or extends in one plane.
  • the normal can also be specific to the current location of the additive application, for example in the case of a curved reinforcement.
  • the current location of the additive application can be an area in which the mineral building material is sprayed out. Solidification of underlying layers of the mineral building material can be promoted by the proportion from above.
  • a connection of the mineral building material with a layer of previously applied mineral building material or a floor underneath at the current location of the additive application can be improved.
  • the proportion from the side allows or at least reinforces that the mineral building material also reaches the second side of the reinforcement.
  • a nozzle of the manufacturing device can be aligned at 10° to 80° to the normal and/or a florizontal during additive application. A larger angle gives a stronger connection to a lower layer.
  • a smaller angle can convey more mineral building material to the second side of the reinforcement and also prevent the formation of splash shadows particularly well.
  • an angle of 25° to 55° is particularly suitable for creating walls that meet the usual structural requirements very well and have a small number of imperfections.
  • the production device can be designed to set the direction from which the mineral building material is applied. For example an angle of the nozzle for dispensing the mineral building material can be pivoted through the production device. The angle can remain constant while creating a wall or can be changed during the additive application of the mineral building material.
  • the counter-element is rotated during tracking.
  • the counter-element can be rotated in such a way that a surface of the counter-element adjacent to the location of the additive application moves counter to an application direction.
  • an applied mineral building material can be pressed into a previously applied and underlying layer when applying a layer. This allows a better connection between the layers to be achieved.
  • the rotation of the counter-element can also support the scraping of the mineral building material on the second side of the reinforcement.
  • the counter-element can be rotated such that a surface of the counter-element moves with a direction of application adjacent to the location of the additive application.
  • the rotation of the counter element can be set in this opposite.
  • An axis of rotation of the counter-element can, for example, be parallel to a standard of the reinforcement, in particular at the location of the additive application.
  • the axis of rotation can be horizon tal, for example.
  • the axis of rotation can follow a shape of the wall to be created.
  • the axis of rotation can be aligned transversely, in particular orthogonally, to the second side of the wall to be generated.
  • the axis of rotation of the counter element can be offset to the location of the additive application.
  • the location of the additive application can, for example, correspond to a current position of a nozzle of a production device which is designed for the additive application of the mineral building material.
  • the location of the additive application can alternatively or additionally be, for example, the location at which the mineral building material through the reinforcement on the second side reaches and/or on which the mineral building material touches the counter element in the application direction at the front.
  • the surface of the counter-element adjacent to the location of the additive application can be, for example, a partial surface of the counter-element which faces the reinforcement and/or which is the first to come into contact with the building material reaching the second side of the reinforcement during application.
  • An application direction may be a direction in which a layer of the mineral building material is applied.
  • the application direction may be a direction in which a next additive application location will be from the current additive application location.
  • the direction of application may be a direction in which a layer of the mineral building material grows when applied.
  • the direction of application can, for example, lie in a plane essentially parallel to the ground, in particular a horizontal plane.
  • the direction of application can be a direction in which the nozzle of the production device, which is designed for the additive application of the mineral building material, is moved, in particular along the reinforcement and/or when applying a layer.
  • the mineral building material can be applied in one layer from left to right along the reinforcement, seen from the first side of the reinforcement.
  • the counter element can then rotate clockwise, also seen from the first side and with the axis of rotation above the location of application, so that the surface of the counter element moves ent counter to the direction of application adjacent to the point of additive application.
  • the counter element may rotate counterclockwise to cause the surface of the counter element to move in the direction of application adjacent the additive application location.
  • the reinforcement in the form of textile reinforcement.
  • a textile reinforcement can be designed particularly easily to suit the load path. Textiles can be particularly weather-resistant and do not corrode due to moisture, for example.
  • the textile reinforcement can be designed to be malleable. Thus, the textile reinforcement at the place of production the wall are adapted to their shape, for example by means of the Vietnamesesvor direction.
  • the textile reinforcement can, for example, be designed depending on a static calculation of a building. For example, in areas with high loads, more yarns and/or fibers and/or thicker yarns and/or fibers and/or GRP and/or CFRP rods can be provided.
  • a textile reinforcement can be produced, for example, in a spinneret process and/or a weaving process and/or a laying process.
  • the production device can also be designed to produce the textile reinforcement.
  • the production device can have an extruder in order to produce the respective fibers of the textile reinforcement from a plastic.
  • the textile reinforcement allows a higher degree of automation when creating the wall.
  • the textile reinforcement can also increase the design freedom of the wall.
  • the textile reinforcement can be made of alkali-resistant glass and/or carbon fibers, for example. These materials allow a high modulus of elasticity, offer high specific tensile strength and are non-corrosive.
  • the reinforcement is designed to be continuous.
  • the reinforcement can be uninterrupted.
  • the reinforcement can be designed in one piece.
  • the reinforcement can be formed monolithically by a textile element.
  • the continuous reinforcement allows reliable load transfer of tensile stresses in the wall structure.
  • the reinforcement can be fixed vertically.
  • a defined load path can be specified in the reinforcement.
  • the wall can thus be optimized for its planned use in terms of thickness and/or strength. Textile reinforcements are particularly suitable for providing continuous reinforcements, since these can essentially be freely adapted to the design of the wall and the load paths without great effort.
  • the reinforcement in the form of an open-meshed, fiber-based structure, in particular in the form of a latticed, fiber-based structure.
  • a structure can be formed particularly easily by a textile reinforcement. Because the structure is fibre-based, specific load paths are calculated and designed. Due to the open-meshed structure, the mineral building material can easily get from the first side of the reinforcement to the second side of the reinforcement when it is applied.
  • the structure is formed uniformly, for example by uniformly repeating meshes. This allows the mineral building material to reach the second side of the reinforcement particularly evenly.
  • An arrangement that is appropriate to the load path can, for example, correspond to aligning the textile fibers along the load paths in the wall, in particular when they are planned to be used in a building.
  • Arranging according to the load path can include, for example, arranging more reinforcement structure in areas with high loads. For example, a distance between respective yarns and/or textile fibers can be smaller in an area with a high load than in an area with a relatively small load.
  • the reinforcement is designed as a self-supporting reinforcement and/or the provision of the reinforcement includes supporting the reinforcement.
  • a self-supporting reinforcement can be designed, for example, to retain a desired shape under its own weight, in particular according to a desired shape in the wall to be produced.
  • the self-supporting reinforcement can be provided particularly easily, for example by setting it up.
  • Supporting the reinforcement can include, for example, stretching it on a frame or attaching it to a scaffold.
  • the reinforcement can be anchored in the ground below and hung on scaffolding at the top. Supporting the reinforcement may allow or facilitate the use of reinforcements in the process that are not self-supporting.
  • Supporting can, for example, also prevent unwanted deformation of self-supporting reinforcements due to the additive application of the mineral building material.
  • the mineral building material can be pressed through the reinforcement with higher pressure than with unsupported reinforcement.
  • the reinforcement support can be dismantled after the wall is created, for example by removing a support frame.
  • the reinforcement is designed to be rigid or malleable.
  • a rigid reinforcement is, for example, not plastically deformable or only plastically deformable under forces which do not act on walls during the process or in general in building construction.
  • the reinforcement can be particularly easy to handle. For example, when providing them, no error can be introduced by accidental deformation.
  • a malleable reinforcement can, for example, be plastically deformable.
  • a malleable reinforcement can also be deformable by rearranging textile strands. Due to its malleability, the reinforcement can be easily adapted to the respective load paths on site. In addition, transport can be facilitated. For example, the reinforcement can be transported as textile goods in rolls to a production site for the wall and rolled out there to make them available.
  • the wall is produced directly at its erection site.
  • the wall can be intended to stand where it is also created.
  • the wall can form part of a building directly at the site where it is generated.
  • the wall created at the place where it was erected can no longer be moved non-destructively after it has been created.
  • the wall can be inseparably connected to other parts of the building, a foundation and/or the floor when it is created.
  • the erection site can be an erection site of the wall.
  • Providing the reinforcement may include erecting the reinforcement at the erection site of the wall and/or anchoring the reinforcement to a floor.
  • the bottom can be formed by a fun dament.
  • Erecting the reinforcement can include erecting, setting up, clamping, in particular on a support frame, placing the support frame and/or placing using a reinforcement erection device, for example with a robot arm.
  • the anchoring can be a connection to the ground, for example on ground stakes driven in or by means of a screw connection.
  • the mineral building material is applied additively as a mixture.
  • the mix can be, for example, a concrete mix or cement mix. Mixing can be done outside or inside the manufacturing device.
  • the method can have a step of mixing components of the mineral building material in the production device. Mixing may include blending of at least two ingredients, such as a binder and an aggregate. Optionally or alternatively, water is added during mixing.
  • the manufacturing device can have a mixing device.
  • the production device can have an extruder which mixes the mineral building material before the additive application.
  • the extruder can also allow the mineral building material to be dispensed in printed form through one or more nozzles.
  • the mineral building material can also be made available to the manufacturing device as a ready-mixed mixture. Providing the finished mixture can simplify logistics and/or allow a smaller manufacturing device.
  • a second aspect of the invention relates to a system for creating a wall.
  • the system can be designed to carry out the method according to the first aspect. Additional features, embodiments and advantages can be found in the descriptions of the first aspect.
  • the system has a manufacturing device.
  • the manufacturing device is designed to apply a mineral building material additively, with the mineral building material being applied from a first side of a reinforcement and thereby partially passing through the reinforcement onto a second side of the reinforcement.
  • the production device can be designed to push the mineral building material through gaps between individual struts or strands of the reinforcement.
  • the manufacturing device can be designed to work additively.
  • the production device can optionally also be designed to carry out subtractive production steps.
  • the manufacturing device can be a mixing device have, which is designed to provide the mineral building material by mixing several components.
  • the system has a counter device, which has a counter element and a movement device.
  • the movement device is designed to track the counter-element on the second side of the reinforcement to a current location of the additive application of the mineral building material, in particular to reduce the formation of spray shadows and/or to smooth a surface of the wall.
  • the movement device can, for example have a movable support arm, for example a robot arm, in order to move the counter-element for tracking.
  • the counter-device can have several counter-elements, for example with different shape, size and/or surface. Different counter elements can each be held on an associated support arm of the movement device. Alternatively or additionally, the counter-elements can also be held by the movement device so that they can be exchanged.
  • the counter-device can have a magazine of counter-elements.
  • the movement device can be designed to remove the respectively required counter-element from the magazine during the production of the wall.
  • the system can have a generating device which is designed to generate the reinforcement, in particular in the form of a textile reinforcement.
  • the generating device can be designed as part of the manufacturing device.
  • the system can have an erection device which is designed to erect the reinforcement, in particular by setting it up and/or stretching it out.
  • the erection device can be designed as part of the production device.
  • a robotic arm of the manufacturing device can be designed both to first erect the reinforcement and then to move a nozzle for applying the additive building material along the first side of the reinforcement.
  • the production device has a locally displaceable nozzle, which is designed to dispense the mineral building material during the additive application.
  • the nozzle can be locally displaceable by means of a robotic arm of the production device.
  • the nozzle can facilitate targeted application of the additive building material.
  • the nozzle can be designed to taper towards its outlet opening.
  • the robot arm can be designed as a manipulator.
  • the manufacturing device can have a control device for controlling the robot arm.
  • the control device can be designed to move the nozzle as a function of programming and/or as a function of a 3D plan of the wall. A high level of automation can be achieved in this way.
  • the movement device of the counter-device can be designed to locally displace the counter-element corresponding to the local displacement of the nozzle, in particular by means of a robot arm of the movement device of the counter-device.
  • a movement of the counter-element can mirror a movement of the nozzle of the production device during tracking.
  • the corresponding relocation can also take place with a different location and/or time.
  • the movement device of the counter-device can be designed to locally relocate the counter-element depending on the local displacement of the nozzle of the production device.
  • the moving device can be designed to move the counter-element depending on the programming of the manufacturing device and/or depending on the 3D plan of the wall.
  • the movement device can therefore access the same data as the manufacturing device, for example. This means that separate programming is no longer necessary.
  • sensor-based control is also possible. In both cases, the production device can easily be expanded with the counter device.
  • the movement device of the counter-device is designed to displace the counter-element along the wall to be created and/or to incline the counter-element relative to the wall to be created.
  • the tilting can change an angle of a reinforcement-facing side of the mating element relative to the reinforcement.
  • curved walls can also be easily produced.
  • the distribution of the mineral building material on the second side of the reinforcement can also be changed in this way.
  • pivoting can take place during tracking in order to change the inclination of the counter-element relative to the second side of the reinforcement.
  • the movement device can be designed to rotate the counter-element relative to the wall to be produced.
  • the counter-element can be held in rotation on a robot arm of the moving device.
  • the axis of rotation of the movement device can be aligned parallel to the normal of the reinforcement, for example by means of a horizontal axis of rotation.
  • the counter-element can be rotatably mounted on the movement device.
  • the axis of rotation can, for example, be orthogonal to a surface of the counter-element facing the reinforcement.
  • the movement device of the counter-device has a driving device, which is designed to move the counter-device.
  • the production device can have a travel device which is designed to move the production device.
  • a driving device can enable the respective device to be moved over the ground.
  • a driving device can have a drive, for example.
  • a driving device can have wheels or chains. Particularly large walls can be created with the system using driving devices. For example, walls can be created in this way, the size of which exceeds the adjustment range of the respective robot arms. In this way, an interruption for repositioning can be avoided.
  • the driving device of the manufacturing device can be designed to automatically move the manufacturing device depending on a future position of the nozzle.
  • the driving device of the counter-device can be designed to move the counter-device automatically depending on a future position of the counter-element.
  • the counter-device has a control device which is designed to control the movement device for tracking the counter-element as a function of a control signal from the production device.
  • the control device of the manufacturing device can send the same control signal, by means of which the robot arm of the manufacturing device is controlled, to the control device of the counter-device be transmitted.
  • the controller of the counter-device can use the control signal to control the movement of the counter-element for tracking. This allows the tracking to be easily implemented.
  • no additional programming of the counter-device is necessary, for example, but this can be controlled simply by programming the movement sequence of the production device.
  • a control device can have a microprocessor and/or program code, for example.
  • the counter-device has a sensor device which is designed to detect the current location of the additive application by the manufacturing device.
  • the sensor device can have one or more sensors, for example.
  • the sensors can be arranged, for example, on the robot arm that holds the counter-element.
  • Suitable sensors are, for example, a camera, in particular a stereo camera, GPS sensors and ultrasonic distance sensors.
  • a GPS sensor can be arranged on the production device, for example, and the respective position data is transmitted to the counter-device.
  • the nozzle of the production device can be detected in the camera image by means of image recognition for the detection.
  • the counter-device can be designed to use the detected nozzle to calculate its position relative to the counter-element and to track the counter-element into a predetermined relative position.
  • the movement device of the counter-device can be designed to track the counter-element depending on the detected current location of the additive application. For example, the nozzle of the production device can be kept centered in a camera image by corresponding movement of the counter-element. As a result, there is no need to connect the counter-device to the production device.
  • the counter-device can, for example, be operated autonomously with respect to the production device. This allows the system to be more flexible.
  • the detection of the current location of the additive application can also be used to verify that the counter-element is correctly tracked. As a result, the control signal of the production device can be checked and, in the event of errors, on be aborted or corrected.
  • the sensor device can allow manual control of the additive application, while the counter-element is automatically tracked.
  • Fig. 1 illustrates a schematic perspective view of a system for creating a wall.
  • FIG. 2 schematically illustrates a method for creating a wall with the system according to FIG. 1 .
  • FIG. 1 schematically illustrates a system 10 for creating a wall.
  • the system 10 has a production device 12 .
  • the manufacturing device 12 is designed to apply a mineral building material additively.
  • the manufacturing device 12 has a robot arm 14 for this purpose. As shown in FIG. 1, this robot arm 14 can be stationary or mounted on a driving device of the manufacturing device 12 .
  • the robot arm 14 of the manufacturing device 12 has a nozzle 16 that can be displaced by means of the robot arm 14 of the manufacturing device 12 and forms a print head for dispensing the mineral building material.
  • the manufacturing device 12 can also have, for example, a push button arranged to be displaceable on a rail or a robot arm arranged to be displaceable on a rail.
  • the system has a counter device 18 .
  • the counter-device 18 has a movement device 20 with a robot arm 22 and a driving device 24 .
  • a free end of the robot arm 22 of the counter-device 18 holds a counter-element 26 that can be displaced by means of the robot arm 22 of the counter-device 18.
  • the counter-element 26 is designed as a flat sheet metal plate, which has a significantly smaller extent than the wall to be produced.
  • the counter-element 26 is rotatably held on the robot arm 22, with an axis of rotation 38 being illustrated by a dashed line. The method of creating a wall is illustrated in FIG.
  • a reinforcement 28 is first provided in a step 50.
  • the reinforcement 28 is designed as an open-meshed textile reinforcement.
  • Individual textile strands 30 form a regular lattice-like structure with passage openings 32 between the textile strands 30.
  • the textile strands 30 are continuous over an entire area of the wall to be generated and are connected to one another at the respective crossing points.
  • a vertically running textile strand 30 can be arranged alternately in the perspective of FIG. 1 in front of and behind the horizontally running textile strands 30 arranged one above the other.
  • the reinforcement 28 can, for example, already be delivered ready-made to a construction site and clamped to a frame for provision and anchored at the location of the wall to be produced. However, the reinforcement 28 can also be erected automatically by another device, for example with a robot arm, and/or can only be generated at the erection site of the wall to be generated, for example by means of a load-bearing fiber deposit.
  • the reinforcement 28 extends vertically upwards in the example shown and has a planar shape. A straight wall can thus be produced, in which the reinforcement 28 is arranged centrally. The reinforcement 28 has a much greater extension than the counter-element 26 ßere.
  • the production device 12 is arranged in a step 52 on a first side of the reinforcement 28 and the counter-device 18 in a step 54 on an opposite second side of the reinforcement 28.
  • the arrangement of the production device 12 and the arrangement of the counter-device 18 can be temporally independent of one another take place.
  • the mating device 18 and the manufacturing device 12 can also be placed first and then the armor 28 provided therebetween such that the mating device 18 and the manufacturing device are positioned on opposite sides of the armor 28 .
  • a step 56 an additive application of a mineral building material, here concrete before it hardens, takes place by means of the production device 12 from the first side of the reinforcement 28 . It is applied in layers in a horizontal direction.
  • a mineral building material here concrete before it hardens
  • the nozzle 16 is thus moved by the robotic arm 14 of the manufacturing device 12 from left to right in order to start a new layer one row further up left when a lateral end of the reinforcement 28 is reached.
  • the nozzle 16 is thus moved by the robotic arm 14 of the manufacturing device 12 from left to right in order to start a new layer one row further up left when a lateral end of the reinforcement 28 is reached.
  • several layers have already been applied there.
  • the mineral building material passes through the reinforcement 28, here in particular the passage openings 32, partially onto the opposite, second side of the reinforcement 28.
  • the reinforcement 28 is enveloped on both sides, which can be seen in the layers already applied in FIG is.
  • the nozzle 16 is held in such a way that the mineral building material, based on a normal 34 of the first side of the reinforcement 28 of the reinforcement, comes out obliquely from above from the first side of the reinforcement 28 .
  • the nozzle 16 has an angle 36 of 30° to 45° to the normal 34, which is kept constant.
  • the method has a step 58 of tracking the counter-element 26 by the counter-device 18 to a current location of the additive application of the mineral building material by the production device 12 .
  • a surface of the wall to be produced on the second side of the reinforcement 28 can be smoothed and the formation of spray shadows due to shielding by the textile strands 30 can be reduced.
  • the mineral building material, which reaches the second side through the reinforcement 28, is pressed back against the reinforcement 28 by the counter-element 26 and thus promotes a complete enclosing of the reinforcement 28, without undesired flea spaces in the wall.
  • the counter-element 26 can be held in such a way that the nozzle 16 is positioned centrally relative to the counter-element 26 at a predetermined distance remain.
  • the counter-element 26 is also aligned in such a way that its surface facing the reinforcement 28 is aligned parallel to a main extension of the reinforcement 28 .
  • the counter-element 26 is moved synchronously with the nozzle 16, for example.
  • the movement device 20 can receive respective control signals of the robot arm 14 of the production device 12 and/or detect the nozzle 16 by means of a sensor device.
  • the counter-element 26 is optionally rotated about the axis of rotation 38 , the axis of rotation 38 being aligned parallel to the normal 34 by the counter-device 18 .
  • the axis of rotation 38 is offset upwards from the current location of the additive application of the mineral building material by the production device 12 .
  • the counter-element 26 is rotated clockwise, but the movement device 20 moves in the direction of additive application.
  • a surface of the counter-element 26 adjacent to the current location of the additive application is moved counter to an application direction. The application is from left to right and the surface of the counter-element 26 adjacent to the current location of the additive application rotates in an opposite direction accordingly.
  • This optional rotation of counter-element 26 is illustrated by arrow 40 in FIG.
  • the surface of the mating member 26 is moved adjacent the current additive deposition location with a deposition direction, for example by positioning the axis of rotation 38 below the current additive deposition location of the mineral building material or by rotating the counter member counterclockwise.
  • step 60 the wall has been created and the method is ended.
  • mineral building materials are no longer output.
  • the wall is finished, for example, when the reinforcement 28 is completely encased and/or a desired geometry of the wall has been produced by additive application.
  • the mineral building material can be hardened, for example by a chemical reaction. Hardening can begin as soon as the mineral building material is dispensed or when it is mixed and can be completed after a predetermined time after the last layer has been applied. After this Once the wall has hardened, it has reached its ultimate strength and can, for example, carry other parts of the building.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen einer Wand. In einem Schritt erfolgt eine Bereitstellung (50) einer Bewehrung (28). In einem weiteren Schritt erfolgt eine Anordnung (52, 54) einer Fertigungsvorrichtung (12) auf einer ersten Seite der Bewehrung (28) und einer Gegenvorrichtung (18) auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite der Bewehrung (28). Es erfolgt eine additive Auftragung (56) eines mineralischen Baustoffs mittels der Fertigungsvorrichtung (12) von der ersten Seite der Bewehrung (28), wobei der mineralische Baustoff durch die Bewehrung (28) auf die zweite Seite der Bewehrung (28) gelangt. Dabei wird das Gegenelement (26) von der Gegenvorrichtung (18) an einen derzeitigen Ort des additiven Auftragens (56) nachgeführt, insbesondere um eine Bildung von Spritzschatten zu reduzieren und/oder eine Oberfläche der Wand zu glätten. Zudem betrifft die Erfindung ein System (10) zum Erzeugen einer Wand.

Description

Verfahren und System zum Erzeugen einer Wand
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen einer Wand, welches einen additiven Auftragungsschritt aufweist. Zudem bezieht sich die Erfindung auf ein System zum Erzeugen einer Wand.
Stand der Technik
Die additive Betonproduktion ist eine vielversprechende Technologie für den Bausek tor. Diese Technologie bietet Vorteile wie eine hohe Gestaltungsfreiheit, eine einfache Anpassungsfähigkeit und die Möglichkeit des ressourceneffizienten und nachhaltigen Bauens. Erhebliche Schwierigkeiten bereitet es jedoch weiterhin, tragende Bauele mente additiv herzustellen.
Die DE 102018008703 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bewehren von im 3D-Betondruck gefertigten Strukturen. Der Beton wird von oben schichtweise von einer an einer Schiene gehaltenen Düse zentral aufgetragen. Seitlich neben der Düse sind Abstreifbleche verstellbar angebracht. Bewehrungselemente werden in de finierten Abständen einzeln zugeführt. Dadurch ist jedoch eine Stabilität der so erzeug ten Struktur begrenzt, da eine Bewehrung aus unzusammenhängenden Bewehrungs elementen gebildet ist.
Bekannt sind auch Automaten zum Verputzen von Wänden. Diese streichen mit einem unter einem Betonauslass angeordneten und mit dem Betonauslass verbundenen Blech die Wand glatt. Solch ein Automat ist nur zum Verputzen einer Wand geeignet, jedoch nicht zum Erzeugen einer tragenden Struktur.
Darstellung der Erfindung
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer Wand. Die Wand kann als Teil eines Bauwerks ausgebildet sein. Eine Wand kann sich wenigstens teilweise in Hochrichtung erstrecken. Eine Wand kann eine im Wesentlichen senk rechte Struktur eines Bauwerks sein. Die Wand kann beispielsweise als Gebäudewand ausgebildet sein. Die Wand kann als tragende Struktur eines Gebäudes ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Wand einen Boden einer darüber befindlichen Etage oder ein darauf angeordnetes Dach tragen. Die Wand kann beispielsweise direkt an deren Standort erzeugt werden. Die Wand kann beispielsweise kein Fertigbauteil sein, welches in Serie in einer Fabrik gefertigt wird und zum Einsatzort transportiert wird. Die Wand kann beispielsweise ein individuell erstellter Teil eines Gebäudes sein. Die Wand kann aber beispielsweise auch ein Fertigbauteil sein.
Das Verfahren kann einen Schritt eines Bereitstellens einer Bewehrung aufweisen. Die Bewehrung kann eine Verstärkung der Wand bilden. Die Bewehrung kann als Armie rung ausgebildet sein. Die Bewehrung kann eine Tragfähigkeit der Wand erhöhen und insbesondere eine höhere Knicklast aufnehmen. Die Bewehrung kann beispielsweise so bereitgestellt werden, dass diese im Wesentlichen zu einer Form der zu erzeugen den Wand korrespondiert. Beispielsweise kann sich die Bewehrung in vertikaler und horizontaler Richtung näherungsweise so weit wie die zu erzeugende Wand erstre cken. Die Bewehrung kann die Übertragung von Zug- und Biegebelastungen innerhalb der Wand ermöglichen oder stark verbessern.
Die Bewehrung kann als textile Bewehrung ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Bewehrung aus einer oder mehreren Endlosfasern gebildet sein. Beispielsweise kann die Bewehrung aus einem oder mehreren Garnen gebildet sein. Jeweilige textile Teile der textilen Bewehrung, wie einzelne Garne, können besonders gut miteinander ver bunden werden, beispielsweise durch ein Verweben, Verwirken oder bereichsweises Verschmelzen. Dadurch kann einfach eine monolithische Bewehrung bereitgestellt werden. Eine textile Bewehrung kann gut an die Form der zu erzeugenden Wand an gepasst werden, womit die Vorteile additiver Fertigungsschritte beim Erzeugen der Wand besonders gut genutzt werden können. Zudem kann die textile Bewehrung ein fach an jeweilige Lastpfade in der Wand angepasst werden und so eine belastungs gerechte Verstärkung bereitgestellt werden. Dadurch kann eine Effizienz der Struktur erhöht sein. Die textile Bewehrung kann mehrere Lagen aufweisen. Die textile Bewehrung kann eine dreidimensionale Bewehrung bilden. Die textile Bewehrung kann beispielsweise als ein dreidimensionales Textil ausgebildet sein. Dreidimensionale Textilien können eine Dicke haben, welche größer ist als ein Durchmesser einzelner Garne und/oder als eine Summe der Durchmesser sich kreuzender Garne. Bei einem dreidimensiona len Textil können jeweilige Garne in allen drei Raumrichtungen miteinander verwoben, verwirkt, verklebt oder verkreuzt sein. Beispielsweise kann die textile Bewehrung als Abstandsgewirk ausgebildet sein. Dadurch kann eine besonders gute Verstärkung, auch bei sehr dicken Wänden und/oder dünnen Garnen, erreicht werden.
Die Bewehrung kann als eine metallbasierte Bewehrung ausgebildet sein. Eine metal lische Bewehrung kann große Kräfte aufnehmen und ist leicht verfügbar. Beispiels weise kann die Bewehrung aus Stahl gebildet sein. Eine metallbasierte Bewehrung kann sehr resistent gegen Feuer sein.
Der Schritt des Bereitstellens der Bewehrung kann auch einen Schritt eines Erzeugens der Bewehrung aufweisen. Die Bewehrung kann beispielsweise so bereitgestellt wer den, dass sich die Bewehrung wenigstens teilweise in die Vertikale erstreckt. Bei spielsweise wird die Bewehrung so bereitgestellt, wie diese später in der zu erzeugen den Wand angeordnet sein soll.
Das Verfahren weist einen Schritt einer Anordnung einer Fertigungsvorrichtung auf einer ersten Seite der Bewehrung und einer Gegenvorrichtung auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Bewehrung auf. Bei einer Gebäudewand kann die erste Seite beispielsweise eine Außenseite der Bewehrung sein und die zweite Seite eine Innenseite der Bewehrung. Dadurch kann mehr Platz für die Ferti gungsvorrichtung zur Verfügung stehen, welche größer sein kann als die Gegenvor richtung. Die beiden Seiten können durch eine Flaupterstreckung der Bewehrung de finiert sein. Beispielsweise können die beiden Seiten nicht jeweiligen Stirnseiten, einer Oberseite und einer Unterseite der zu erzeugenden Wand entsprechen. Die beiden Seiten erstrecken sich beispielsweise hauptsächlich in vertikaler und horizontaler Rich tung. Die beiden Seiten können als Ebene ausgebildet sein. Entsprechend kann die Bewehrung ein im Wesentlichen ebenes Teil sein. Die beiden Seiten können sich pa rallel zueinander erstrecken.
Das Verfahren weist einen Schritt einer additiven Auftragung eines mineralischen Bau stoffs mittels der Fertigungsvorrichtung von der ersten Seite der Bewehrung auf. Die Fertigungsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, einen mineralischen Baustoff addi tiv aufzutragen. Dafür kann die Fertigungsvorrichtung beispielsweise eine Düse oder eine vergleichbare Vorrichtung, wie eine Tülle oder einen Trichter, zur Verteilung des Baustoffes in den freien Raum aufweisen, aus welcher der mineralische Baustoff aus gegeben wird. Die Düse kann während des additiven Auftragens komplett auf der ers ten Seite der Bewehrung verbleiben. Die Düse kann verlagerbar gehalten sein. Bei spielsweise kann die Fertigungsvorrichtung einen Roboterarm zum Verlagern der Düse aufweisen. Der mineralische Baustoff kann beispielsweise Beton sein, welcher für Gebäudewände besonders geeignet ist. Ein anderes Beispiel für den mineralischen Baustoff ist Zement. Der mineralische Baustoff kann in einem fließfähigen Zustand aufgetragen werden. Das Verfahren kann einen Schritt eines Aushärtens des minera lischen Baustoffs nach dessen additiver Auftragung aufweisen. Dafür kann der mine ralische Baustoff ein Bindemittel aufweisen. Eine Erhärtung des mineralischen Bau stoffs kann beispielsweise durch eine chemische Reaktion zwischen dessen Bestand teilen erfolgen, insbesondere durch einen chemischen Abbindevorgang.
Eine additive Auftragung kann ein schichtweises Aufträgen des mineralischen Bau stoffs sein. Durch die additive Auftragung kann eine dreidimensionale Wand erzeugt werden. Die Auftragung erfolgt beispielsweise computergesteuert oder manuell nach vorgegebenen Maßen und Formen. Durch die additive Auftragung kann beispielsweise auf eine Form verzichtet werden, in welche der mineralische Baustoff bei nicht-additi ven Verfahren gegossen wird. Entsprechend kann die Wand auch ohne eine dauerhaft oder zumindest für die Dauer der Erzeugung der Wand aufgestellte Verschalung er zeugt werden, welche beispielsweise erst nach Aushärtung des mineralischen Bau stoffs entfernt werden kann.
Der mineralische Baustoff gelangt durch die Bewehrung teilweise auf die gegenüber liegende zweite Seite der Bewehrung. Beispielsweise wird der mineralische Baustoff bei der additiven Auftragung durch Durchgangsöffnungen in der Bewehrung gedrückt. Dadurch kann die Bewehrung auf beiden Seiten durch den mineralischen Baustoff ein gehüllt werden. Beispielsweise kann der mineralische Baustoff die Bewehrung was serdicht und/oder luftdicht einschließen.
Beispielsweise wird der mineralische Baustoff zum Erzeugen der Wand ausschließlich von der ersten Seite der Bewehrung additiv aufgetragen. Beispielsweise wird kein mi neralischer Baustoff zum Erzeugen der Wand von der zweiten Seite der Bewehrung aufgetragen. Insofern kann ein einseitiges additives Aufträgen des mineralischen Bau stoffs ausreichend sein, um eine Wand zu erzeugen, deren mineralische Substanz sich beidseitig zu der Bewehrung erstreckt. Beispielsweise werden beim additiven Aufträ gen nacheinander übereinanderliegende Schichten in horizontaler Richtung aufgetra gen. Die Auftragung kann ein einseitiges schichtweises Drucken in Richtung der Be wehrung und unter Einhaltung eines gewünschten Druckkopfwinkels sein. Der Druck kopf kann die Düse zur Ausgabe des mineralischen Baustoffs aufweisen oder durch diesen gebildet sein.
Das Verfahren kann einen Schritt einer Nachführung eines Gegenelements auf der zweiten Seite der Bewehrung an einen derzeitigen Ort des additiven Auftragens des mineralischen Baustoffs mittels der Gegenvorrichtung aufweisen. Die Gegenvorrich tung kann das Gegenelement aufweisen. Das Gegenelement kann verlagerbar gehal ten sein. Beispielsweise kann die Gegenvorrichtung einen Roboterarm zum Verlagern des Gegenelements aufweisen.
Das Nachführen kann ein Bewegen des Gegenelements zu einem derzeitigen Ort des additiven Auftragens des mineralischen Baustoffs aufweisen. Der derzeitige Ort des additiven Auftragens kann der Ort sein, an dem die Fertigungsvorrichtung gerade den mineralischen Baustoff aufträgt. Das Gegenelement kann auf der zweiten Seite der Bewehrung beim Nachführen verbleiben. Das Gegenelement kann beispielsweise in einem Abstand auf der zweiten Seite der Bewehrung bewegt werden, welcher einer gewünschten Dicke der Wand auf der zweiten Seite bezogen auf die Bewehrung ent spricht. Das Nachführen kann ein Bewegen des Gegenelements in Abhängigkeit von dem derzeitigen Ort des additiven Auftragens des mineralischen Baustoffs aufweisen. Beispielsweise kann das Gegenelement mit einem örtlichen und/oder zeitlichen Ver satz korrespondierend zu der Düse zum additiven Aufträgen des mineralischen Bau stoffs bewegt werden. Beispielsweise kann die Düse in einem vorgegebenen Abstand auf der ersten Seite der Bewehrung an der Bewehrung zum additiven Aufträgen ent langgeführt werden. Das Gegenelement kann dazu korrespondierend auf der zweiten Seite der Bewehrung an der Bewehrung entlanggeführt werden. Das Gegenelement kann ein Aufträgen des mineralischen Baustoffs auf der zweiten Seite begrenzen. Das Gegenelement kann simultan mit einer Verlagerung des derzeitigen Orts des additiven Auftragens, beispielsweise aufgrund einer Bewegung der Düse durch die Fertigungs vorrichtung, bewegt werden. Das Nachführen kann selbsttätig durch die Gegenvorrich tung erfolgen, beispielsweise in Abhängigkeit von einem Sensorsignal und/oder in Ab hängigkeit von einer gewünschten Form der zu erzeugenden Wand und/oder in Ab hängigkeit von einem programmierten Bewegungsablauf der Gegenvorrichtung und/oder der Fertigungsvorrichtung. Das Gegenelement und die Düse zum additiven Aufträgen des mineralischen Baustoffs können auf gegenüberliegenden Seiten der Bewehrung angeordnet sein.
Beispielsweise verhindert das Gegenelement, dass der mineralische Baustoff beim Aufträgen über eine gewünschte Dicke bzw. Abstand zu der Bewehrung auf die zweite Seite gedrückt wird oder fließt. Das Gegenelement kann so eine gewünschte Form der Wand mit vorgeben. Die Genauigkeit bei der Erzeugung der Wand kann durch das Gegenelement gesteigert werden. Das Gegenelement kann die Funktion einer Ver schalung auf der zweiten Seite übernehmen. Dabei kann jedoch auf das aufwendige Errichten einer solchen Verschalung und damit auch das anschließend erforderliche Entfernen verzichtet werden. Dadurch kann die Erzeugung der Wand besonders kos tengünstig sein.
Das Gegenelement kann durch das Nachführen eine Oberfläche der Wand glätten. Durch das Glätten kann eine glatte und/oder ebene Oberfläche erzeugt werden, ins besondere glatter und/oder ebener als bei einem additiven Aufträgen ohne Gegenele ment. Beispielsweise kann das Gegenelement den mineralischen Baustoff nach des sen additivem Aufträgen glattstreichen und/oder glatt drücken. Dadurch kann eine gleichmäßig geformte Oberfläche der Wand auf der zweiten Seite der Bewehrung er reicht werden. So kann beispielsweise eine Nachbearbeitung der Wand, wie ein Glatt schleifen nach dem Aushärten, entfallen oder zumindest weniger aufwendig sein.
Das Gegenelement kann durch das Nachführen eine Bildung von Spritzschatten redu zieren oder auch gänzlich verhindern. Spritzschatten kann die Bezeichnung von Hohl räumen in der Wand sein, welche sich hinter der Bewehrung bilden können. Beispiels weise kann eine Struktur der Bewehrung, wie ein textiles Garn, einen Bereich hinter der Bewehrung aus Sicht der ersten Seite abschirmen, sodass dort kein mineralischer Baustoff hingelangt oder zumindest weniger als nötig, um eine dort vollständig gefüllte Wand zu erzeugen. Durch eine entsprechende Ausrichtung beim additiven Aufträgen, insbesondere ein entsprechendes Ausrichten der Düse zum Aufträgen des minerali schen Baustoffs, können Spritzschatten minimiert oder gänzlich vermieden werden. Dies kann jedoch eine Veränderung der Ausrichtung im Bereich der Bewehrung be dingen, wodurch die Wand selbst dann auf der zweiten Seite der Bewehrung unregel mäßig geformt sein kann. Zudem kann eine solche Führung aufwendig und fehleran fällig sein. Durch das Gegenelement kann dagegen eine gleichmäßige Wandgestal tung und/oder Oberfläche der Wand erreicht werden. Zudem kann auch das Gegen element selbst den Spritzschatten reduzieren, beispielsweise unabhängig von der Führung der Düse beim additiven Aufträgen des mineralischen Baustoffs. Der minera lische Baustoff, welcher auf die zweite Seite der Bewehrung gelangt, kann an dem Gegenelement einen Gegendruck erzeugen, wodurch der mineralische Baustoff auch in Bereiche unmittelbar hinter der Struktur der Bewehrung gelangen kann. Beispiels weise drückt der Gegendruck den mineralischen Baustoff in diesen Bereich. Beispiels weise kann ein Aufstauen des mineralischen Baustoffs an dem Gegenelement dazu führen, dass vermehrt mineralischer Baustoff in diesen Bereich fließt. Das Gegenele ment kann beispielsweise eine Abschirmung der zweiten Seite der Bewehrung durch eine Struktur der Bewehrung beim additiven Aufträgen des mineralischen Baustoffs von der ersten Seite der Bewehrung kompensieren. Das Verfahren kann optional auch einen subtraktiven Schritt aufweisen. Beispiels weise kann ein Teil des aufgetragenen mineralischen Baustoffs wieder entfernt wer den. Dieses Entfernen kann vor oder nach dem Aushärten erfolgen. Es kann aber auch kein subtraktiver Schritt vorgesehen sein, um die Kosten gering zu halten.
Das Gegenelement kann beispielsweise als ebene Platte ausgebildet sein. Eine ein fache Art eines Gegenelements kann ein Abstreifblech sein. Eine Seite des Gegenele ments, welche beim Nachführen der Bewehrung zugewandt ist und/oder mit dem mi neralischen Baustoff kontaktiert wird, kann beispielsweise glatt ausgebildet sein. So kann diese Seite der Wand auch glatt sein. Das Gegenelement kann aber auch eine Oberflächenstruktur aufweisen, welche dann in die Oberfläche der Wand beim Nach führen eingeprägt werden kann. Beispielsweise kann das Gegenelement eine gewellte Oberfläche aufweisen, um eine Wand mit gewellter Seite zu erzeugen. Insofern kann sich eine Glättung der Wand auch auf eine solche gewollte von einer Ebene abwei chende Form beziehen. Das Gegenelement kann beispielsweise aus Plastik, Holz oder Metall gebildet sein. Das Gegenelement kann beispielsweise mit einer eine Haf tung mit dem mineralischen Baustoff reduzierenden Beschichtung versehen sein. Das Gegenelement kann beispielsweise auch eckig ausgebildet sein, um bei einer Wand mit Ecke auf beiden Seiten der Ecke beim additiven Aufträgen des mineralischen Bau stoffs eine Abstützung gleichzeitig bereitstellen zu können. So kann beispielsweise auch die Wand mit dem Verfahren um eine Ecke verlaufend erzeugt werden und dabei durchgehend die Vorteile eines nachgeführten Gegenelements genutzt werden. So fern gerade keine Ecke der Wand erzeugt wird, kann das eckige Gegenelement dann so gehalten werden, dass nur eine Seite der Bewehrung zugewandt ist. So kann bei spielsweise kein Wechsel des Gegenelements an der Ecke notwendig sein.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass bei der Nachführung das Gegenelement in einem vorgegebenen Abstand und/oder im Wesentlichen paral lel zu der Bewehrung gehalten wird. Durch den vorgegebenen Abstand kann eine gleichmäßige Dicke einer durch den mineralischen Baustoff gebildeten Wandsubstanz auf der zweiten Seite der Bewehrung erreicht werden. Zudem ist eine solche Nachfüh rung einfach. Durch das parallele Halten kann ebenfalls eine gleichmäßige Dicke der durch den mineralischen Baustoff gebildeten Wandsubstanz auf der zweiten Seite der Bewehrung erreicht werden. Das parallele Halten kann zuverlässig verhindern, dass das Gegenelement zu einem früheren Zeitpunkt aufgetragene Schichten verformt und/oder dass mineralischer Baustoff beim additiven Aufträgen an der zweiten Seite nach unten zu jeweiligen zuvor aufgetragenen Schichten fließt und/oder gedrückt wird. Zudem kann eine solche Ausrichtung des Gegenelements einfach eingestellt werden. Das parallele Halten kann dabei auf eine Haupterstreckung des Gegenelements und auf eine Haupterstreckung der Bewehrung bezogen sein.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass bei der Nachführung der mineralische Baustoff auf der zweiten Seite der Bewehrung durch das Gegenele ment abgestrichen wird. Das Gegenelement kann beispielsweise über eine Solldicke hinausstehenden mineralischen Baustoff beim Nachführen mitnehmen. Dieser mitge nommene Baustoff kann beispielsweise in Bereichen, in denen der mineralische Bau stoff nicht bis zu einer Solldicke reicht, abgelagert werden. Das Gegenelement kann eine Art Spachteleffekt bewirken. Damit können gegebenenfalls auftretende Ferti gungsungenauigkeiten beim additiven Aufträgen, beispielsweise aufgrund der Beweh rung, einem schwankenden Ausgabedruck des mineralischen Baustoffs oder einer un gleichmäßigen Viskosität des mineralischen Baustoffs, einfach und mit geringem Auf wand ausgeglichen werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass bei der Auftragung der mineralische Baustoff bis gegen das Gegenelement durch die Bewehrung gedrückt wird. Durch Drücken kann ein zumindest vor Aushärten plastisch verformbarer mine ralischer Baustoff entsprechend aufgetragen werden. Alternativ oder zusätzlich ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass bei der Auftragung der mineralische Baustoff bis gegen das Gegenelement durch die Bewehrung fließt. Ein beim additiven Aufträgen flüssiger mineralischer Baustoff kann so eine gewünschte Wandform bilden. Der mi neralische Baustoff kann das Gegenelement kontaktieren. Dadurch können besonders zuverlässig die vorteilhaften Effekte, welche mit dem nachgeführten Gegenelement möglich sind, realisiert werden. In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Auftragung des mineralischen Baustoffes bezogen auf eine Normale der Bewehrung aus einer Rich tung schräg von oben von der ersten Seite der Bewehrung erfolgt. Das additive Auf trägen kann eine Ausgaberichtung bei der Fertigungsvorrichtung mit einem nach unten ausgerichtetem Anteil aufweisen. Die Düse der Fertigungsvorrichtung kann auf die Be wehrung seitlich und von oben weisen. Die Normale der Bewehrung kann ein Vektor sein, welcher senkrecht von der ersten Seite der Bewehrung weg weist. Die Beweh rung kann eine Normale für die gesamte zweite Seite aufweisen, sofern die Bewehrung eben ausgebildet ist und/oder sich in einer Ebenen erstreckt. Die Normale kann aber auch spezifisch für den derzeitigen Ort des additiven Auftragens sein, beispielsweise bei einer gekrümmt ausgebildeten Bewehrung. Der derzeitige Ort des additiven Auf tragens kann ein Bereich sein, in welchem der mineralische Baustoff ausgespritzt wird. Durch den Anteil von oben kann eine Verfestigung darunterliegender Schichten des mineralischen Baustoffs gefördert werden. Zudem kann eine Verbindung des minera lischen Baustoffs mit einer beim derzeitigen Ort des additiven Auftragens darunterlie genden Schicht von zuvor aufgetragenem mineralischem Baustoff oder auch einem Boden verbessert werden. Durch den Anteil von der Seite kann ermöglicht oder zu mindest verstärkt werden, dass der mineralische Baustoff auch auf die zweite Seite der Bewehrung gelangt. Beispielsweise kann eine Düse der Fertigungsvorrichtung mit 10° bis 80° zu der Normalen und/oder einer Florizontalen beim additiven Aufträgen ausgerichtet sein. Ein größerer Winkel ergibt eine stärkere Verbindung mit einer unte ren Schicht. Ein kleinerer Winkel kann mehr mineralischen Baustoff auf die zweite Seite der Bewehrung fördern und zudem die Bildung von Spritzschatten besonders gut unterbinden. Für viele Arten von mineralischen Baustoffen ist ein Winkel von 25° bis 55° besonders geeignet, um Wände zu erzeugen, die üblichen baulichen Anforderun gen sehr gut genügen und eine geringe Anzahl an Fehlstellen aufweisen. Bei einem Winkel von 30° bis 45° wurden regelmäßig die besten Ergebnisse mit Beton als mine ralischem Baustoff oder anderen beim additiven Aufträgen mineralischen Baustoffen mit ähnlicher Viskosität erzielt. Ein Umfließen von Strukturen der Bewehrung und ein Anhaften an unteren Schichten kann so für eine hohe Qualität der erzeugten Wand optimiert werden. Die Fertigungsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Richtung, aus welcher der mineralische Baustoff aufgetragen wird, einzustellen. Beispielsweise kann ein Winkel der Düse zur Ausgabe des mineralischen Baustoffs durch die Ferti gungsvorrichtung verschwenkt werden. Der Winkel kann während des Erzeugens ei ner Wand konstant bleiben oder auch während des additiven Auftragens des minera lischen Baustoffs geändert werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Gegenelement bei der Nachführung rotiert wird. Insbesondere kann das Gegenelement so rotiert wer den, dass sich eine Fläche des Gegenelements angrenzend am Ort des additiven Auf tragens entgegen einer Auftragungsrichtung bewegt. Dadurch kann ein aufgetragener mineralischer Baustoff beim Aufträgen einer Schicht in eine zuvor aufgetragene und darunterliegende Schicht gedrückt werden. Dadurch kann eine bessere Verbindung zwischen den Schichten erreicht werden. Zudem kann so ein Flängenbleiben und/oder Mitziehen von mineralischem Baustoff an dem Gegenelement bei dessen Nachführen sehr gut vermeiden werden. Das Rotieren des Gegenelements kann so auch beim Abstreichen des mineralischen Baustoffs auf der zweiten Seite der Bewehrung unter stützen. Alternativ kann das Gegenelement so rotiert werden, dass sich eine Fläche des Gegenelements angrenzend am Ort des additiven Auftragens mit einer Auftra gungsrichtung bewegt. Die Rotation des Gegenelements kann in diesem entgegenge setzt sein. Dadurch kann besonders schnell gedruckt werden und/oder ein besonders kleines Gegenelement genutzt werden und trotzdem eine gute Oberflächenqualität er reicht werden.
Eine Rotationsachse des Gegenelements kann beispielsweise parallel zu einer Nor malen der Bewehrung sein, insbesondere am Ort des additiven Auftragens. Bei einer geraden und senkrechten Wand kann die Rotationsachse also beispielsweise horizon tal sein. Die Rotationsachse kann einer Form der zu erzeugenden Wand folgen. Die Rotationsachse kann quer, insbesondere orthogonal, zu der zweiten Seite der zu er zeugenden Wand ausgerichtet sein. Die Rotationsachse des Gegenelements kann versetzt zu dem Ort des additiven Auftragens sein. Der Ort des additiven Auftragens kann beispielsweise einer derzeitigen Position einer Düse einer Fertigungsvorrichtung, welche zum additiven Aufträgen des mineralischen Baustoffs ausgebildet ist, entspre chen. Der Ort des additiven Auftragens kann alternativ oder zusätzlich beispielsweise der Ort sein, an welchem der mineralische Baustoff durch die Bewehrung auf die zweite Seite gelangt und/oder an welchem der mineralische Baustoff das Gegenele ment in Auftragungsrichtung vorne berührt. Die Fläche des Gegenelements angren zend am Ort des additiven Auftragens kann beispielsweise eine Teilfläche des Gegen elements sein, welche der Bewehrung zugewandt ist und/oder welche beim Aufträgen mit dem auf die zweite Seite der Bewehrung gelangenden Baustoffs als erstes in Kon takt kommt.
Eine Auftragungsrichtung kann eine Richtung sein, in welcher eine Schicht des mine ralischen Baustoffs aufgetragen wird. Die Auftragungsrichtung kann eine Richtung sein, in welcher ausgehend vom derzeitigen Ort des additiven Auftragens ein nächster Ort des additiven Auftragens sein wird. Die Auftragungsrichtung kann eine Richtung sein, in welcher eine Schicht des mineralischen Baustoffs beim Aufträgen wächst. Die Auftragungsrichtung kann beispielsweise in einer im Wesentlichen zum Boden paral lelen Ebene, insbesondere einer horizontalen Ebene, liegen. Die Auftragungsrichtung kann eine Richtung sein, in welcher die Düse die Fertigungsvorrichtung, welche zum additiven Aufträgen des mineralischen Baustoffs ausgebildet ist, bewegt wird, insbe sondere entlang der Bewehrung und/oder beim Aufträgen einer Schicht. Beispiels weise kann der mineralische Baustoff, gesehen von der ersten Seite der Bewehrung, in einer Schicht von links nach rechts entlang der Bewehrung aufgetragen werden. Das Gegenelement kann dann, ebenfalls gesehen von der ersten Seite und bei der Rotationsachse oberhalb des Orts der Auftragung, im Uhrzeigersinn rotieren, damit sich die Fläche des Gegenelements angrenzend am Ort des additiven Auftragens ent gegen der Auftragungsrichtung bewegt. Das Gegenelement kann alternativ, erneut ge sehen von der ersten Seite und bei der Rotationsachse oberhalb des Orts der Auftra gung, gegen den Uhrzeigersinn rotieren, damit sich die Fläche des Gegenelements angrenzend am Ort des additiven Auftragens in Auftragungsrichtung bewegt.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Bewehrung als textile Bewehrung ausgebildet ist. Eine textile Bewehrung kann besonders einfach last pfadgerecht gestaltet werden. Textilien können besonders witterungsbeständig sein und korrodieren beispielsweise nicht aufgrund von Feuchtigkeit. Die textile Bewehrung kann formbar ausgebildet sein. So kann die textile Bewehrung am Ort der Erzeugung der Wand an deren Form angepasst werden, beispielsweise mittels der Fertigungsvor richtung. Die textile Bewehrung kann beispielsweise in Abhängigkeit von einer stati schen Berechnung eines Gebäudes gestaltet sein. Beispielsweise können in Berei chen mit hoher Belastung entsprechend mehr Garne und/oder Fasern und/oder di ckere Garne und/oder Fasern und/oder GFK- und/oder CFK-Stäbe vorgesehen wer den. Eine textile Bewehrung kann beispielsweise in einem Spinndüsenprozess und/oder Webprozess und/oder Legeprozess hergestellt werden. Beispielsweise kann die Fertigungsvorrichtung auch dazu ausgebildet sein, die textile Bewehrung zu erzeu gen. Die Fertigungsvorrichtung kann zu diesem Zweck einen Extruder aufweisen, um jeweilige Fasern der textilen Bewehrung aus einem Kunststoff zu erzeugen. Die textile Bewehrung erlaubt einen höheren Automatisierungsgrad bei dem Erzeugen der Wand. Die textile Bewehrung kann zudem die Gestaltungsfreiheit bei der Wand erhöhen. Die textile Bewehrung kann beispielsweise aus alkalibeständigen Glas- und/oder Carbon fasern gebildet sein. Diese Materialien erlauben einen hohen E-Modul, bieten eine hohe spezifische Zugfestigkeit und sind nicht korrosiv.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Bewehrung durchgängig ausgebildet ist. Beispielsweise kann die Bewehrung unterbrechungsfrei sein. Die Bewehrung kann einstückig ausgebildet sein. Die Bewehrung kann monoli thisch durch ein Textilelement gebildet sein. Durch die durchgängige Bewehrung kann zuverlässig eine Lastübertragung von Zugbeanspruchungen in der Wandstruktur er möglicht werden. Zu diesem Zweck kann die Bewehrung vertikal fixiert sein. Im Ge gensatz beispielsweise zu einer Nutzung von kurzen Textilfasern als zufällig angeord neter Füllstoff kann so ein definierter Lastpfad in der Bewehrung vorgegeben sein. Damit kann die Wand hinsichtlich Dicke und/oder Festigkeit auf deren geplante Nut zung optimiert werden. Besonders geeignet sind textile Bewehrungen zum Bereitstel len von durchgängigen Bewehrungen, da diese im Wesentlichen frei an die Gestaltung der Wand und die Lastpfade ohne großen Aufwand angepasst werden kann.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Bewehrung als offenmaschige faserbasierte Struktur, insbesondere als gitterförmige faserbasierte Struktur, ausgebildet ist. Eine solche Struktur kann besonders einfach durch eine tex tile Bewehrung gebildet werden. Dadurch, dass die Struktur faserbasiert ist, können spezifische Lastpfade berechnet und ausgelegt werden. Durch die offenmaschige Struktur kann der mineralische Baustoff beim Aufträgen gut von der ersten Seite der Bewehrung zu der zweiten Seite der Bewehrung gelangen. Beispielsweise ist die Struktur gleichmäßig ausgebildet, beispielsweise durch gleichförmige sich wiederho lende Maschen. Dadurch kann der mineralische Baustoff besonders gleichmäßig auf die zweite Seite der Bewehrung gelangen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Bereitstellung der Bewehrung ein lastpfadgerechtes Anordnen jeweiliger Textilfasern der Bewehrung aufweist. Dadurch kann die Wand besonders hohen Lasten widerstehen. Ein lastpfad gerechtes Anordnen kann beispielsweise ein Ausrichten der Textilfasern entlang der Lastpfade in der Wand, insbesondere bei deren geplanten Einsatz in einem Gebäude, entsprechen. Ein lastpfadgerechtes Anordnen kann beispielsweise ein Anordnen von mehr Bewehrungsstruktur in Bereichen mit hoher Belastung aufweisen. Beispielsweise kann ein Abstand zwischen jeweiligen Garnen und/oder Textilfasern in einem Bereich mit hoher Belastung kleiner sein als in einem Bereich mit relativ dazu kleiner Belas tung.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Bewehrung als selbsttragende Bewehrung ausgebildet ist und/oder das Bereitstellen der Bewehrung ein Stützen der Bewehrung aufweist. Eine selbsttragende Bewehrung kann beispiels weise dazu ausgebildet sein, unter ihrem Eigengewicht eine gewünschte Form, insbe sondere gemäß einer gewünschten Form in der zu erzeugenden Wand, beizubehalten. Die selbsttragende Bewehrung kann besonders einfach bereitgestellt werden, bei spielsweise durch ein Aufstellen. Das Stützen der Bewehrung kann beispielsweise ein Aufspannen an einem Rahmen oder ein Befestigen an einem Gerüst aufweisen. Bei spielsweise kann die Bewehrung unten im Boden verankert werden und oben an ei nem Gerüst eingehängt sein. Das Stützen der Bewehrung kann die Nutzung von Be wehrungen in dem Verfahren ermöglichen oder vereinfachen, welche nicht selbsttra gend sind. Das Stützen kann aber beispielsweise auch bei selbsttragenden Beweh rungen ein unerwünschtes Verformen durch das additive Aufträgen des mineralischen Baustoffs vermeiden. So kann der mineralische Baustoff beispielsweise mit höherem Druck durch die Bewehrung gedrückt werden als bei einer ungestützten Bewehrung. Die Stützung der Bewehrung kann nach dem Erzeugen der Wand demontiert werden, beispielsweise durch Entfernen eines Stützrahmens.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Bewehrung starr oder formbar ausgebildet ist. Eine starre Bewehrung ist beispielsweise nicht plastisch verformbar oder nur bei Kräften plastisch verformbar, welche während des Verfahrens oder generell im Gebäudebau nicht auf Wände wirken. Dadurch kann die Bewehrung besonders einfach zu handhaben sein. Beispielsweise kann bei deren Bereitstellung kein Fehler durch eine versehentliche Verformung eingebracht werden. Eine formbare Bewehrung kann beispielsweise plastisch verformbar sein. Eine formbare Bewehrung kann beispielsweise auch verformbar sein, indem Textilstränge anders angeordnet werden. Durch die Formbarkeit kann die Bewehrung leicht vor Ort an jeweilige Last pfade angepasst werden. Zudem kann ein Transport erleichtert sein. Beispielsweise kann die Bewehrung als textile Rollenware zu einem Erzeugungsstandort der Wand transportiert werden und dort für deren Bereitstellung ausgerollt werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Wand direkt an deren Errichtungsstandort erzeugt wird. Die Wand kann dafür vorgesehen sein, dort zu stehen, wo diese auch erzeugt wird. Beispielsweise kann die Wand unmittelbar an deren Erzeugungsstandort einen Teil eines Gebäudes bilden. Die an dem Errichtungs strandort erzeugte Wand kann nach der Erzeugung nicht mehr zerstörungsfrei versetz bar sein. Die Wand kann bei der Erzeugung untrennbar mit anderen Gebäudeteilen, einem Fundament und/oder dem Boden verbunden werden. Der Errichtungsstandort kann ein Aufstellstandort der Wand sein. Die Bereitstellung der Bewehrung kann ein Errichten der Bewehrung am Errichtungsstandort der Wand aufweisen und/oder eine Verankerung der Bewehrung an einem Boden. Der Boden kann dabei durch ein Fun dament gebildet sein. Das Errichten der Bewehrung kann ein Aufrichten, Aufstellen, Aufspannen, insbesondere an einem Stützrahmen, ein Platzieren des Stützrahmens und/oder ein Platzieren mittels einer Bewehrungserrichtungsvorrichtung, beispiels weise mit einem Roboterarm, aufweisen. Das Verankern kann ein Verbinden mit dem Boden sein, beispielsweise an eingeschlagenen Bodenpfählen oder mittels einer Ver schraubung. In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass der mineralische Baustoff als Mischung additiv aufgetragen wird. Die Mischung kann beispielsweise eine Betonmischung oder Zementmischung sein. Das Mischen kann außerhalb oder innerhalb der Fertigungsvorrichtung erfolgen. Das Verfahren kann einen Schritt eines Mischens von Bestandteilen des mineralischen Baustoffs in der Fertigungsvorrichtung aufweisen. Das Mischen kann ein Vermengen von wenigstens zwei Bestandteilen, wie einem Bindemittel und einem Zuschlagstoff, aufweisen. Optional oder alternativ wird Wasser beim Mischen zugegeben. Das Mischen innerhalb der Fertigungsvorrichtung erlaubt eine besonders bedarfsgerechte Bereitstellung des mineralischen Baustoffs. Die Fertigungsvorrichtung kann eine Mischvorrichtung aufweisen. Beispielsweise kann die Fertigungsvorrichtung einen Extruder aufweisen, welcher den mineralischen Bau stoff vor dem additiven Aufträgen mischt. Der Extruder kann zusätzlich zu dem Mi schen auch ein bedrucktes Ausgeben des mineralischen Baustoffs durch eine oder mehrere Düsen ermöglichen. Beispielsweise kann der mineralische Baustoff aber auch als fertige Mischung der Fertigungsvorrichtung zur Verfügung gestellt werden. Das Bereitstellen der fertigen Mischung kann eine Logistik vereinfachen und/oder eine kleinere Fertigungsvorrichtung erlauben.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum Erzeugen einer Wand. Das System kann dazu ausgebildet sein, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszu führen. Jeweilige weitere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile sind den Be schreibungen des ersten Aspekts zu entnehmen.
Das System weist eine Fertigungsvorrichtung auf. Die Fertigungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, einen mineralischen Baustoff additiv aufzutragen, wobei der mineralische Baustoff von einer ersten Seite einer Bewehrung aufgetragen wird und dabei durch die Bewehrung teilweise auf eine zweite Seite der Bewehrung gelangt. Beispielsweise kann die Fertigungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, den mineralischen Baustoff durch Lücken zwischen einzelnen Streben oder Strängen der Bewehrung zu drücken. Die Fertigungsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, additiv zu arbeiten. Die Ferti gungsvorrichtung kann optional zusätzlich dazu ausgebildet sein, subtraktive Ferti gungsschritte durchzuführen. Die Fertigungsvorrichtung kann eine Mischvorrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, den mineralischen Baustoff durch ein Mischen von mehreren Bestandteilen bereitzustellen.
Das System weist eine Gegenvorrichtung auf, welche ein Gegenelement und eine Be wegungsvorrichtung aufweist. Die Bewegungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, das Gegenelement auf der zweiten Seite der Bewehrung an einen derzeitigen Ort des ad ditiven Auftragens des mineralischen Baustoffs nachzuführen, insbesondere um eine Bildung von Spritzschatten zu reduzieren und/oder eine Oberfläche der Wand zu glät ten. Die Bewegungsvorrichtung kann beispielsweise einen beweglichen Tragarm auf weisen, beispielsweise einen Roboterarm, um das Gegenelement zum Nachführen zu verlagern. Die Gegenvorrichtung kann mehrere Gegenelemente aufweisen, beispiels weise mit unterschiedlicher Form, Größe und/oder Oberfläche. Unterschiedliche Ge genelemente können jeweils an einem zugeordneten Tragarm der Bewegungsvorrich tung gehalten sein. Alternativ oder zusätzlich können die Gegenelemente auch aus tauschbar von der Bewegungsvorrichtung gehalten sein. Beispielsweise kann die Ge genvorrichtung ein Magazin von Gegenelementen aufweisen. Die Bewegungsvorrich tung kann dazu ausgebildet sein, das jeweils benötigte Gegenelement während der Erzeugung der Wand aus dem Magazin zu entnehmen.
Das System kann eine Erzeugungsvorrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, die Bewehrung, insbesondere in Form einer textilen Bewehrung, zu erzeugen. Die Erzeugungsvorrichtung kann als Teil der Fertigungsvorrichtung ausgebildet sein. Das System kann eine Errichtungsvorrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, die Bewehrung zu errichten, insbesondere durch ein Aufstellen und/oder Aufspannen. Die Errichtungsvorrichtung kann als Teil der Fertigungsvorrichtung ausgebildet sein. Bei spielsweise kann ein Roboterarm der Fertigungsvorrichtung sowohl dazu ausgebildet sein, zunächst die Bewehrung zu Errichten und dann eine Düse für das Aufträgen des additiven Baustoffs an der ersten Seite der Bewehrung entlang zu bewegen.
In einer Ausführungsform des Systems ist es vorgesehen, dass die Fertigungsvorrich tung eine örtlich verlagerbare Düse aufweist, welche dazu ausgebildet ist, den mine ralischen Baustoff bei der additiven Auftragung auszugeben. Die Düse kann mittels eines Roboterarms der Fertigungsvorrichtung örtlich verlagerbar sein. Die Düse kann ein zielgerichtetes Aufträgen des additiven Baustoffs erleichtern. Die Düse kann zu ihrer Austrittsöffnung hin verjüngend ausgebildet sein. Der Roboterarm kann als Ma nipulator ausgebildet sein. Zusätzlich kann die Fertigungsvorrichtung eine Steuervor richtung zum Steuern des Roboterarms aufweisen. Beispielsweise kann die Steuer vorrichtung dazu ausgebildet sein, die Düse in Abhängigkeit von einer Programmie rung und/oder in Abhängigkeit von einem 3D-Plan der Wand zu verlagern. So kann eine hohe Automatisierung erreicht werden.
Die Bewegungsvorrichtung der Gegenvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, das Ge genelement korrespondierend zu der örtlichen Verlagerung der Düse örtlich zu verla gern, insbesondere mittels eines Roboterarms der Bewegungsvorrichtung der Gegen vorrichtung. Eine Bewegung des Gegenelements kann beim Nachführen eine Bewe gung der Düse der Fertigungsvorrichtung spiegeln. Die korrespondierende Verlage rung kann aber auch örtlich und/oder zeitlich versetzt stattfinden. Die Bewegungsvor richtung der Gegenvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, das Gegenelement in Ab hängigkeit von der örtlichen Verlagerung der Düse der Fertigungsvorrichtung örtlich zu verlagern. Beispielsweise kann die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, das Gegenelement in Abhängigkeit von der Programmierung der Fertigungsvorrichtung und/oder in Abhängigkeit von dem 3D-Plan der Wand zu verlagern. Die Bewegungs vorrichtung kann also beispielsweise auf die gleichen Daten zurückgreifen wie die Fer tigungsvorrichtung. So kann auf eine separate Programmierung verzichtet werden. Al ternativ ist auch eine sensorbasierte Steuerung möglich. In beiden Fällen kann die Fertigungsvorrichtung einfach mit der Gegenvorrichtung erweitert werden.
In einer Ausführungsform des Systems ist es vorgesehen, dass die Bewegungsvor richtung der Gegenvorrichtung dazu ausgebildet ist, das Gegenelement entlang der zu erzeugenden Wand zu verlagern und/oder das Gegenelement relativ zu der zu erzeu genden Wand zu neigen. Das Neigen kann einen Winkel einer der Bewehrung zuge wandten Seite des Gegenelements relativ zu der Bewehrung verändern. Dadurch kön nen auch gekrümmte Wände einfach erzeugt werden. Zudem kann so auch eine Ver teilung des mineralischen Baustoffs auf der zweiten Seite der Bewehrung verändert werden. Beispielsweise kann beim Nachführen ein Verschwenken erfolgen, um die Neigung des Gegenelements relativ zu der zweiten Seite der Bewehrung zu ändern. Alternativ oder zusätzlich kann die Bewegungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, das Gegenelement relativ zu der zu erzeugenden Wand zu rotieren. Beispielsweise kann das Gegenelement rotatorisch an einem Roboterarm der Bewegungsvorrichtung ge halten sein. Die Rotationsachse der Bewegungsvorrichtung kann beispielsweise pa rallel zu der Normalen der Bewehrung ausrichtbar sein, beispielsweise durch eine ho rizontale Drehachse. Das Gegenelement kann an der Bewegungsvorrichtung drehbar gelagert sein. Die Rotationsachse kann beispielsweise orthogonal zu einer der Beweh rung zugewandten Fläche des Gegenelements sein.
In einer Ausführungsform des Systems ist es vorgesehen, dass die Bewegungsvor richtung der Gegenvorrichtung eine Fahrvorrichtung aufweist, welche dazu ausgebil det ist, die Gegenvorrichtung zu verfahren. Alternativ oder zusätzlich kann die Ferti gungsvorrichtung eine Fahrvorrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, die Fertigungsvorrichtung zu verfahren. Eine Fahrvorrichtung kann ein Bewegen der je weiligen Vorrichtung über den Untergrund ermöglichen. Eine Fahrvorrichtung kann beispielsweise einen Antrieb aufweisen. Beispielsweise kann eine Fahrvorrichtung Rä der oder Ketten aufweisen. Durch Fahrvorrichtungen können besonders große Wände mit dem System erzeugt werden. Beispielsweise können so Wände erzeugt werden, deren Größe einen Verstellbereich jeweiliger Roboterarme übersteigt. So kann eine Unterbrechung zum Repositionieren vermieden werden. Die Fahrvorrichtung der Fer tigungsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Fertigungsvorrichtung selbsttätig in Abhängigkeit von einer zukünftigen Position der Düse zu verfahren. Die Fahrvor richtung der Gegenvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Gegenvorrichtung selbsttätig in Abhängigkeit von einer zukünftigen Position des Gegenelements zu ver fahren.
In einer Ausführungsform des Systems ist es vorgesehen, dass die Gegenvorrichtung eine Steuervorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die Bewegungsvorrich tung zum Nachführen des Gegenelements in Abhängigkeit von einem Steuersignal der Fertigungsvorrichtung zu steuern. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung der Fer tigungsvorrichtung das gleiche Steuersignal, mittels welchem der Roboterarm der Fer tigungsvorrichtung gesteuert wird, an die Steuervorrichtung der Gegenvorrichtung übermittelt werden. Die Steuervorrichtung der Gegenvorrichtung kann das Steuersig nal dazu nutzen, um die Bewegung des Gegenelements zum Nachführen zu steuern. Dadurch kann die Nachführung einfach implementiert werden. Zudem ist so beispiels weise keine zusätzliche Programmierung der Gegenvorrichtung notwendig, sondern diese kann einfach durch eine Programmierung des Bewegungsablaufs der Ferti gungsvorrichtung mitgesteuert werden. Eine Steuervorrichtung kann beispielsweise einen Mikroprozessor und/oder Programmcode aufweisen.
In einer Ausführungsform des Systems ist es vorgesehen, dass die Gegenvorrichtung eine Sensorvorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, den derzeitigen Ort des additiven Auftragens durch die Fertigungsvorrichtung zu erfassen. Die Sensorvorrich tung kann hierfür beispielsweise einen oder mehrere Sensoren aufweisen. Die Senso ren können beispielsweise an dem Roboterarm, welcher das Gegenelement hält, an geordnet sein. Geeignete Sensoren sind beispielsweise eine Kamera, insbesondere eine Stereokamera, GPS-Sensoren und Ultraschallabstandssensoren. Ein GPS-Sen- sor kann beispielsweise an der Fertigungsvorrichtung angeordnet sein und jeweilige Positionsdaten werden an die Gegenvorrichtung übertragen. Beispielsweise kann für das Erfassen die Düse der Fertigungsvorrichtung mittels Bilderkennung in dem Kame rabild erkannt werden. Die Gegenvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, anhand der erkannten Düse deren Position relativ zu dem Gegenelement zu berechnen und das Gegenelement in eine vorbestimmte relative Position nachzuführen. Die Bewegungs vorrichtung der Gegenvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, das Gegenelement in Abhängigkeit von dem erfassten derzeitigen Ort des additiven Auftragens nachzufüh ren. Beispielsweise kann die Düse der Fertigungsvorrichtung durch entsprechende Bewegung des Gegenelements mittig in einem Kamerabild gehalten werden. Dadurch ist keine Verbindung der Gegenvorrichtung mit der Fertigungsvorrichtung notwendig. Die Gegenvorrichtung kann beispielsweise autonom zu der Fertigungsvorrichtung be trieben werden. Dadurch kann das System flexibler sein. Die Erfassung des derzeiti gen Orts des additiven Auftragens kann alternativ oder zusätzlich auch dazu genutzt werden, um zu verifizieren, dass das Gegenelement korrekt nachgeführt wird. Dadurch kann das Steuersignal der Fertigungsvorrichtung geprüft werden und bei Fehlern ein Abbruch oder eine Korrektur erfolgen. Zudem kann die Sensorvorrichtung ein manu elles Steuern des additiven Auftragens erlauben, während das Gegenelement auto matisch nachgeführt wird.
Kurze Beschreibung der Figuren
Fig. 1 veranschaulicht in einer schematischen Perspektivansicht ein System zum Er zeugen einer Wand.
Fig. 2 veranschaulicht schematisch ein Verfahren zum Erzeugen einer Wand mit dem System gemäß Fig. 1 .
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
Fig. 1 veranschaulicht schematisch ein System 10 zum Erzeugen einer Wand. Dazu weist das System 10 eine Fertigungsvorrichtung 12 auf. Die Fertigungsvorrichtung 12 ist dazu ausgebildet, einen mineralischen Baustoff additiv aufzutragen. Dafür weist die Fertigungsvorrichtung 12 einen Roboterarm 14 auf. Dieser Roboterarm 14 kann, wie in Fig. 1 dargestellt, ortsfest stehen oder auf einer Fahrvorrichtung der Fertigungsvor richtung 12 montiert sein. An einem freien Ende weist der Roboterarm 14 der Ferti gungsvorrichtung 12 eine mittels des Roboterarms 14 der Fertigungsvorrichtung 12 verlagerbare Düse 16 auf, welche einen Druckkopf für das Ausgeben des minerali schen Baustoffs bildet. Die Fertigungsvorrichtung 12 kann beispielsweise auch einen an einer Schiene verlagerbar angeordneten Druckknopf oder einen an einer Schiene verlagerbar angeordneten Roboterarm aufweisen. Zudem weist das System eine Ge genvorrichtung 18 auf. Die Gegenvorrichtung 18 weist eine Bewegungsvorrichtung 20 mit einem Roboterarm 22 und einer Fahrvorrichtung 24 auf. Ein freies Ende des Ro boterarms 22 der Gegenvorrichtung 18 hält ein mittels des Roboterarms 22 der Ge genvorrichtung 18 verlagerbares Gegenelement 26. Das Gegenelement 26 ist in dem gezeigten Beispiel als ebene Blechplatte ausgebildet, welche eine wesentlich kleinere Erstreckung als die zu erzeugende Wand aufweist. Optional ist das Gegenelement 26 an dem Roboterarm 22 rotierbar gehalten, wobei eine Rotationsachse 38 durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht ist. Das Verfahren zum Erzeugen einer Wand ist in Fig. 2 veranschaulicht. Um mit dem System 10 eine Wand erzeugen zu können, wird zunächst eine Bewehrung 28 in ei nem Schritt 50 bereitgestellt. Die Bewehrung 28 ist in dem gezeigten Beispiel als of- fenmaschige textile Bewehrung ausgebildet. Einzelne Textilstränge 30 bilden dabei eine regelmäßige gitterförmige Struktur mit Durchgangsöffnungen 32 zwischen den Textilsträngen 30. Die Textilstränge 30 sind über einen gesamten Bereich der zu er zeugenden Wand durchgängig und miteinander an jeweiligen Kreuzungspunkten ver bunden. Beispielsweise kann ein vertikal verlaufender Textilstrang 30 jeweils abwech selnd in der Perspektive von Fig. 1 vor und hinter den übereinander angeordneten horizontal verlaufenden Textilsträngen 30 angeordnet sein.
Die Bewehrung 28 kann beispielsweise bereits fertig hergestellt zu einer Baustelle ge liefert werden und zur Bereitstellung an einem Rahmen aufgespannt und an dem Er richtungsstandort der zu erzeugenden Wand verankert werden. Die Bewehrung 28 kann aber auch durch eine weitere Vorrichtung, beispielsweise mit einem Roboterarm, automatisch errichtet werden und/oder an dem Errichtungsstandort der zu erzeugen den Wand erst erzeugt werden, beispielsweise mittels einer lastgerechten Faserab lage.
Die Bewehrung 28 erstreckt sich in dem gezeigten Beispiel vertikal nach oben und weist eine ebene Form auf. Damit kann eine gerade Wand erzeugt werden, in welcher die Bewehrung 28 mittig angeordnet ist. Die Bewehrung 28 weist eine wesentlich grö ßere Erstreckung als das Gegenelement 26 auf.
Die Fertigungsvorrichtung 12 wird in einem Schritt 52 auf einer ersten Seite der Be wehrung 28 angeordnet und die Gegenvorrichtung 18 in einem Schritt 54 auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite der Bewehrung 28. Die Anordnung der Fertigungs vorrichtung 12 und die Anordnung der Gegenvorrichtung 18 kann zeitlich unabhängig voneinander erfolgen. Die Gegenvorrichtung 18 und die Fertigungsvorrichtung 12 kön nen auch zuerst angeordnet werden und dann die Bewehrung 28 dazwischen bereit gestellt bzw. angeordnet werden, sodass die Gegenvorrichtung 18 und die Fertigungs vorrichtung auf gegenüberliegenden Seiten der Bewehrung 28 positioniert sind. In einem Schritt 56 erfolgt ein additives Aufträgen eines mineralischen Baustoffs, hier von Beton vor dessen Erhärtung, mittels der Fertigungsvorrichtung 12 von der ersten Seite der Bewehrung 28 aus. Die Auftragung erfolgt schichtweise in horizontaler Rich tung. In Fig. 1 wird die Düse 16 also durch den Roboterarm 14 der Fertigungsvorrich tung 12 von links nach rechts bewegt, um bei Erreichen eines seitlichen Endes der Bewehrung 28 eine neue Schicht eine Reihe weiter oben links zu beginnen. Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, sind dort bereits mehrere Schichten aufgetragen worden. Der mine ralische Baustoff gelangt bei dem Aufträgen durch die Bewehrung 28, hier insbeson dere die Durchgangsöffnungen 32, teilweise auf die gegenüberliegende zweite Seite der Bewehrung 28. Dadurch wird die Bewehrung 28 beidseitig eingehüllt, was bei den bereits aufgetragenen Schichten in Fig. 1 zu erkennen ist.
Die Düse 16 wird dabei so gehalten, dass der mineralische Baustoff bezogen auf eine Normale 34 der ersten Seite der Bewehrung 28 der Bewehrung schräg von oben von der ersten Seite der Bewehrung 28 erfolgt. Dafür weist die Düse 16 einen Winkel 36 von 30° bis 45° zu der Normalen 34 auf, welcher konstant gehalten wird. Dadurch kann der mineralische Baustoff mit einem Pressdruck sowohl auf die zweite Seite der Be wehrung 28 gefördert werden als auch gegen die darunterliegende, bereits aufgetra gene Schicht gedrückt werden, um dort die Anhaftung zu verbessern.
Zudem weist das Verfahren einen Schritt 58 eines Nachführens des Gegenelements 26 durch die Gegenvorrichtung 18 an einen derzeitigen Ort des additiven Auftragens des mineralischen Baustoffs durch die Fertigungsvorrichtung 12 auf. Dadurch kann eine Oberfläche der zu erzeugenden Wand auf der zweiten Seite der Bewehrung 28 geglättet und eine Bildung von Spritzschatten aufgrund einer Abschirmung durch die Textilstränge 30 vermindert werden. Der mineralische Baustoff, welcher durch die Be wehrung 28 an die zweite Seite gelangt, wird durch das Gegenelement 26 gegen die Bewehrung 28 zurückgedrückt und fördert so eine vollständige Umschließung der Be wehrung 28 ohne unerwünschte Flohlräume in der Wand.
Zu diesem Zweck kann das Gegenelement 26 so gehalten werden, dass die Düse 16 mittig relativ zu dem Gegenelement 26 in einem vorgegebenen Abstand positioniert bleibt. Das Gegenelement 26 ist zudem so ausgerichtet, dass dessen der Bewehrung 28 zugewandte Oberfläche parallel zu einer Haupterstreckung der Bewehrung 28 aus gerichtet ist. Das Gegenelement 26 wird beispielsweise synchron zu der Düse 16 be wegt. Zu diesem Zweck kann die Bewegungsvorrichtung 20 jeweilige Steuersignale des Roboterarms 14 der Fertigungsvorrichtung 12 empfangen und/oder die Düse 16 mittels einer Sensorvorrichtung erfassen.
Bei dem Nachführen wird das Gegenelement 26 optional um die Rotationsachse 38 rotiert, wobei die Rotationsachse 38 von der Gegenvorrichtung 18 parallel zu der Nor malen 34 ausgerichtet wird. Die Rotationsachse 38 ist dabei nach oben versetzt zu dem derzeitigen Ort des additiven Auftragens des mineralischen Baustoffs durch die Fertigungsvorrichtung 12 angeordnet. Das Gegenelement 26 wird im Uhrzeigersinn rotiert, die Bewegungsvorrichtung 20 bewegt sich jedoch in Richtung des additiven Auftragens. Entsprechend wird eine Fläche des Gegenelements 26 angrenzend am derzeitigen Ort des additiven Auftragens entgegen einer Auftragungsrichtung bewegt. Das Aufträgen erfolgt von links nach rechts und die Fläche des Gegenelements 26 angrenzend am derzeitigen Ort des additiven Auftragens rotiert entsprechend in eine entgegengesetzte Richtung. Diese optionale Rotation des Gegenelements 26 ist durch Pfeil 40 in Fig. 1 veranschaulicht. Alternativ wird die Fläche des Gegenelements 26 angrenzend am derzeitigen Ort des additiven Auftragens mit einer Auftragungsrichtung bewegt, beispielsweise indem die Rotationsachse 38 unterhalb zu dem derzeitigen Ort des additiven Auftragens des mineralischen Baustoffs positioniert wird oder das Ge genelement entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert wird.
In Schritt 60 ist die Wand fertig erzeugt und das Verfahren wird beendet. Beispiels weise erfolgt dann keine Ausgabe mehr von mineralischem Baustoff. Die Wand ist beispielsweise fertig erzeugt, wenn die Bewehrung 28 vollständig eingehüllt ist und/oder eine gewünschte Geometrie der Wand durch das additive Aufträgen erzeugt wurde. In Schritt 60 kann ein Erhärten des mineralischen Baustoffs erfolgen, beispiels weise durch eine chemische Reaktion. Das Erhärten kann bereits mit der Ausgabe des mineralischen Baustoffs oder bereits bei dessen Anmischen beginnen und nach einer vorbestimmten Zeit nach Aufträgen der letzten Schicht abgeschlossen sein. Nach dem Erhärten hat die Wand ihre Endfestigkeit erreicht und kann beispielsweise weitere Ge bäudeteile tragen.
Bezugszeichen
10 System zum Erzeugen einer Wand
12 Fertigungsvorrichtung
14 Roboterarm
16 Düse
18 Gegenvorrichtung
20 Bewegungsvorrichtung
22 Roboterarm
24 Fahrvorrichtung
26 Gegenelement
28 Bewehrung
30 Textilstränge
32 Durchgangsöffnungen
34 Normale
36 Winkel
38 Rotationsachse
40 Rotation
50 Bereitstellung einer Bewehrung
52 Anordnung der Fertigungsvorrichtung
54 Anordnung der Gegenvorrichtung
56 Additive Auftragung eines mineralischen Baustoffs
58 Nachführung des Gegenelements
60 Beenden des Verfahrens

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen einer Wand, insbesondere einer Gebäudewand, auf weisend wenigstens die folgenden Schritte:
- Bereitstellung (50) einer Bewehrung (28), insbesondere einer textilen Beweh rung;
- Anordnung (52, 54) einer Fertigungsvorrichtung (12) auf einer ersten Seite der Bewehrung (28) und einer Gegenvorrichtung (18) auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Bewehrung (28);
- Additive Auftragung (56) eines mineralischen Baustoffs, insbesondere eines Betons, mittels der Fertigungsvorrichtung (12) von der ersten Seite der Be wehrung (28), wobei der mineralische Baustoff durch die Bewehrung (28) teil weise auf die gegenüberliegende zweite Seite der Bewehrung (28) gelangt;
- Nachführung (58) eines Gegenelements (26) auf der zweiten Seite der Be wehrung (28) an einen derzeitigen Ort des additiven Auftragens (56) des mi neralischen Baustoffs mittels der Gegenvorrichtung (18), insbesondere um eine Bildung von Spritzschatten zu reduzieren und/oder eine Oberfläche der Wand zu glätten.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei bei der Nachführung (58) das Gegenelement (26) in einem vorgegebenen Abstand und/oder im Wesentlichen parallel zu der Bewehrung (28) gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei der Nachführung (58) der mineralische Baustoff auf der zweiten Seite der Bewehrung (28) durch das Gegenelement (26) abgestrichen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei der Auftragung (56) der mineralische Baustoff bis gegen das Gegen element (26) durch die Bewehrung (28) gedrückt wird und/oder wobei bei der Auftragung (56) der mineralische Baustoff bis gegen das Gegen element (26) durch die Bewehrung (28) fließt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auftragung (56) des mineralischen Baustoffes bezogen auf eine Nor male (34) der Bewehrung (28) aus einer Richtung schräg von oben von der ersten Seite der Bewehrung (28) erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gegenelement (26) bei der Nachführung (58) rotiert wird, insbeson dere sodass sich eine Fläche des Gegenelements (26) angrenzend am Ort des additiven Auftragens entgegen einer Auftragungsrichtung bewegt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bewehrung (28) als textile Bewehrung ausgebildet ist und/oder die Bewehrung (28) durchgängig ausgebildet ist und/oder die Bewehrung (28) als offenmaschige faserbasierte Struktur, insbesondere als gitterförmige faserbasierte Struktur, ausgebildet ist und/oder die Bereitstellung (50) der Bewehrung (28) ein lastpfadgerechtes Anordnen je weiliger Textilfasern (30) der Bewehrung (28) aufweist und/oder die Bewehrung (28) als selbsttragende Bewehrung ausgebildet ist und/oder das Bereitstellen (50) der Bewehrung (28) ein Stützen der Bewehrung (28) aufweist und/oder wobei die Bewehrung (28) starr oder formbar ausgebildet ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wand direkt an deren Errichtungsstandort erzeugt wird, insbesondere wobei die Bereitstellung (50) der Bewehrung (28) ein Errichten der Bewehrung (28) am Errichtungsstandort der Wand aufweist und/oder eine Ver ankerung der Bewehrung (28) an einem Boden und/oder insbesondere wobei die additive Auftragung (56) eine Auftragung einer untersten Schicht des mineralischen Baustoffs auf den Boden aufweist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mineralische Baustoff als Mischung, insbesondere als Betonmischung, addi tiv aufgetragen (56) wird, insbesondere wobei das Verfahren einen Schritt eines Mischens von Bestandtei len des mineralischen Baustoffs in der Fertigungsvorrichtung aufweist.
10. System (10) zum Erzeugen einer Wand, insbesondere ausgebildet zum Ausfüh ren eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System (10) aufweist:
- eine Fertigungsvorrichtung (12), welche dazu ausgebildet ist, einen minerali schen Baustoff additiv aufzutragen (56), wobei der mineralische Baustoff von einer ersten Seite einer Bewehrung (28) aufgetragen wird und dabei durch die Bewehrung (28) teilweise auf eine zweite Seite der Bewehrung (28) ge langt; und
- eine Gegenvorrichtung (18), welche ein Gegenelement (26) und eine Bewe gungsvorrichtung (20) aufweist, wobei die Bewegungsvorrichtung (20) dazu ausgebildet ist, das Gegenelement (26) auf der zweiten Seite der Bewehrung (28) an einen derzeitigen Ort des additiven Auftragens (56) des mineralischen Baustoffs nachzuführen, insbesondere um eine Bildung von Spritzschatten zu reduzieren und/oder eine Oberfläche der Wand zu glätten.
11. System (10) nach Anspruch 10, wobei die Fertigungsvorrichtung (12) eine örtlich verlagerbare Düse (16) auf weist, welche dazu ausgebildet ist, den mineralischen Baustoff bei der additiven Auftragung (56) auszugeben, insbesondere wobei die Düse mittels eines Robo terarms (14) der Fertigungsvorrichtung (12) örtlich verlagerbar ist, und wobei die Bewegungsvorrichtung (20) der Gegenvorrichtung (18) dazu ausgebil det ist, das Gegenelement (26) korrespondierend zu der örtlichen Verlagerung der Düse (16) örtlich zu verlagern, insbesondere mittels eines Roboterarms (22) der Bewegungsvorrichtung (20) der Gegenvorrichtung (18).
12. System (10) nach Anspruch 10 oder 11 , wobei die Bewegungsvorrichtung (20) der Gegenvorrichtung (18) dazu ausgebil det ist, das Gegenelement (26) entlang der zu erzeugenden Wand zu verlagern und/oder das Gegenelement (26) relativ zu der zu erzeugenden Wand zu neigen und/oder das Gegenelement (26) relativ zu der zu erzeugenden Wand zu rotie ren.
13. System (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Bewegungsvorrichtung (20) der Gegenvorrichtung (18) eine Fahrvor richtung (24) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die Gegenvorrichtung (18) zu verfahren und/oder wobei die Fertigungsvorrichtung (12) eine Fahrvorrichtung (24) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die Fertigungsvorrichtung (12) zu verfahren.
14. System (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Gegenvorrichtung (18) eine Steuervorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die Bewegungsvorrichtung (20) zum Nachführen (58) des Gegen elements (26) in Abhängigkeit von einem Steuersignal der Fertigungsvorrichtung (12) zu steuern.
15. System (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Gegenvorrichtung (18) eine Sensorvorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, den derzeitigen Ort des additiven Auftragens (56) durch die Fer tigungsvorrichtung (12) zu erfassen und wobei die Bewegungsvorrichtung (20) der Gegenvorrichtung (18) dazu ausgebil det ist, das Gegenelement (26) in Abhängigkeit von dem erfassten derzeitigen Ort des additiven Auftragens (56) nachzuführen.
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