Additive Fertigung im Stahlbau: Ausgesteifte Feinbleche für den Einsatz im Fassadenbau

Grebner Philipp, M.Sc.

In einigen Städten gibt es bereits frei geformte Fassaden aus Stahlblechen. Jedoch sind diese nur durch großen Blechdicken und aufwendige Unterkonstruktionen realisierbar. Das hat einen hohen Materialverbrauch, Fertigungsaufwand und damit verbundene hohe Kosten zur Folge.

Durch den Einsatz von Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM), dem additiven Kurzlichtbogenschweißen, können wesentlich schlankere Bleche durch aufgeschweißte Rippen ausgesteift werden. Dadurch könnten bisherige Fertigungsmethoden ersetzt werden.

Schweißprozess

Die Ermittlung geeigneter Schweißparameter hat gezeigt, dass mit dem Einsatz eines modifizierten Kurzlichtbogenschweißens (CMT), die Temperatureinwirkung auf das Feinblech soweit reduziert werden kann, dass ein Durchbrand auf einem 1mm dünnen Blech verhindert wird.

Weitere Untersuchungen zur Prozessoptimierung konnten Schweißfehler am Start einer jeden Schweißnaht verhindern.

Tragfähigkeit

Um die Tragfähigkeit von mit WAAM ausgesteiften Feinblechen zu bestimmen wurden Zugproben aus dem Schweißgut entnommen. Die Ergebnisse zeigen großes Potenzial im Hinblick auf die Tragfähigkeit der ausgesteiften Bleche. Sowohl Streckgrenze als auch Zugfestigkeit weisen deutlich höhere Festigkeiten auf als das Grundmaterial der Feinbleche. Außerdem werden ähnliche Steifigkeiten sowie ein duktiles Materialverhalten erreicht [3].

Quellen

[1] https://www.publicdomainpictures.net/de/view-image.php?image=198609&picture=chicago-cloud-gate

[2] https://blockclubchicago.org/2018/12/31/whats-inside-the-bean-photos-show-construction-of-cloud-gate/

[3] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cepa.2299

Förderung