Aerial Additive Manufacturing für Zukunft auf dem Bau

Ein ganzes Team fleißiger Bauhelfer zu trainieren, das weder Pausen benötigt noch seinen Lohn einfordert und dabei unglaublich präzise und schnell selbst an schwer zugänglichen Stellen zu Werke geht, das klingt fast zu schön um wahr zu sein. Ist es aber, zumindest wenn es nach den Entwicklern von Aerial Additive Manufacturing geht. Diese Baudrohnen haben tatsächlich Einiges zu bieten.

Drohnen kommen heute überwiegend zur Auslieferung kleinerer Pakete und zur Überwachung zum Einsatz. Doch schon bald könnten sie viel mehr leisten, zum Beispiel Häuser und Industriegebäude bauen. Warum sie das sollten? Ganz einfach, weil sie schnell sind, günstig, effektiv und dem Arbeitermangel entgegenwirken können. So viele positive Eigenschaften für eine Branche, die schwächelt, das muss einfach klappen. Sind sich zumindest die Entwickler sicher und die haben große Pläne mit den elektronischen Helfern, die in ihrer Arbeitsweise eher an Bienen als an Roboter erinnern.

Die positiven Eigenschaften von Aerial Additive Manufacturing

Entwickelt hat die Wunderdrohnen ein Forscherteam rund um Mirko Kovac. Dieser leitet nicht nur das „Materials and Technology Center of Robotics“, sondern forscht auch am „Imperial College London“ genau zu diesem Thema. Seine Vision, von der er im „Nature“ Wissenschaftsmagazin berichtet sind Drohnen, die künftig genau wie Arbeitsbienen fungieren und zu diesem Zweck eben darauf trainiert sind, Bauprojekte fertigzustellen. Dabei können sie unterschiedliche Aufgaben übernehmen, wie die Verbindung von Kleinteilen, das Einsetzen von Bauteilen, das Verputzen der Fassaden und vieles mehr. Der Vorteil läge hier klar auf der Hand: Drohnen werden ihrer Arbeit nicht müde und benötigen keine Pausen. Außerdem kämen sie selbst an Stellen heran, die für Menschen einfach schwer zu erreichen sind und den gesamten Prozess sehr anstrengend und zeitaufwendig gestalten würden.

Welche Drohnen gibt es und was leisten sie?

Der Name des System ist „Aerial Additive Manufacturing“ (kurz Aerial-Am). Es besteht aus einer ganzen Flotte von fleißigen Drohnen, die darauf programmiert wurden, unterschiedliche Aufgaben während des Bauprojekts zu erledigen. Die Grundstruktur bilden zwei Arten von Drohnen. „BuilDrones“ drucken im 3-D-Verfahren die benötigten Bauteile, während „ScanDrones“ diese dort platzieren, wo sie laut Bauplan vorgesehen sind. Die Drohnen sind mit künstlicher Intelligenz ausgestattet, das heißt sie lernen während des Bauprozesses sich an die Geometrien und ihren Wandel anzupassen. Das machen sie autonom. Alles was es braucht ist einen Menschen, der die Arbeiten kontrolliert und sicherstellt, dass alle Drohnen auch voll einsatzfähig bleiben und keine technischen Fehler entstehen. Kleine Anpassungen kann der menschliche „Controller“ anhand der gelieferten Drohnendaten vornehmen.

Präzise und gewissenhaft arbeiten klappt bisher nur im Labor

Die Bauteile selbst bestehen aus gleich vier Mischungen, die dem normalen Zement sehr ähnlich sind. Probedrucke fielen zunächst zylinderförmig aus und bestanden aus vielen Schichten eines speziellen neuen Baustoffs auf der Basis von Polyurethan, einer Schaumstoff-Verbindung. Wichtig ist, dass die Drohnen bei der Zusammensetzung der Bauteile stets größte Sorgfalt walten lassen. Deshalb müssen sie in der Lage sein, jeden einzelnen Arbeitsschritt sofort auszuwerten und ihr Verhalten entsprechend der neuen Gegebenheiten anzupassen. Die Genauigkeit entspricht dabei fünf Millimetern. Mehr dürfen sie nicht vom Plan abweichen, damit auch alles hält und stabil wird. Im Labor klappt das Konzept bisher sehr gut. Wie sich die Drohnen beim Feldversuch schlagen, das wissen die Forscher bisher noch nicht, denn die Technik wurde dort noch nicht erprobt. Erste Versuche im Labor stimmen aber zuversichtlich, dass in dieser Technologie die Zukunft einer ganzen Branche stecken könnte.

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Bildurheber: mahod84

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