In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach hochqualitativen sowie komplex geformten Betonfertigelementen kontinuierlich angestiegen. Zur Erzeugung der notwendigen Formen zur Fertigteilherstellung ist z.B. das Fräsen aus Polystyrol eine führende Fertigungstechnologie. Bei der Fertigung vieler unikaler komplexer Bauteile erzeugen die geometrisch komplexen Formen einen hohen Kostenfaktor sowie enormen Materialabfall und mindern somit die Kosteneffizienz sowie den ökologischen Fußabdruck.

Zur Kosteneinsparung sowie zur Steigerung der Ressourceneffizienz forschen die Partner WASA Compound GmbH & Co. Kg, die Professur für Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung der Technischen Universität Chemnitz sowie das Steinbeis – Innovationszentrum FiberCrete an der Entwicklung eines kostengünstigen und recycelbaren Formgebungssystems, das künftig die ressourcenschonende und damit umweltfreundliche Herstellung komplex geformter Betonfertigteile ermöglicht. Im Kooperationsprojekt wurde ein mineralisch gebundenes Material entwickelt, das additiv mittels Extrusion (Beton-3D-Druck) endkonturnah gefertigt und anschließend mittels spanender Bearbeitung in Endkontur gebracht wird. Durch additiven Austrag in Kombination mit Fräsbearbeitung der mineralischen Basismatrix entsteht ein Modell, das wiederrum mit einem geeigneten Gießharz abgeformt wird. Das gefräste Modell wird anschließend zusammen mit dem Fräsabfall recycelt, wobei an der Wiederverwendung des Recyclingmaterials derzeit geforscht wird.

Die Gießharzform wird anschießend zur Fertigung von freigeformten Betonfertigteilen verwendet.

Zur Erhöhung der Komplexität der Bauteile bei weiterer Einsparung des Materials wurde eine Zwangsmischdüse entwickelt, die eine Beimischung von flüssigen Zusatzmitteln unmittelbar vor der Extrusion des Betons gestattet. Die Integration eines Erstarrungsbeschleunigers ermöglicht höhere Überhänge und folglich eine höhere Komplexität der Bauteile. Durch das schnellere Erstarren des Betons wird weiterhin die Druckzeit sowie der Materialaufwand reduziert, da durch die höhere Standfestigkeit einzelne Stützstrukturen eingespart werden können.
Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit sind von besonderer Bedeutung, weshalb die neue additive Technologie primär beim Prototypenbau sowie bei kleinen und mittleren Serien Anwendung findet. Aufgrund der geforderten Individualität der Bauteile und der damit notwendigen hohen Anzahl an unikalen komplexen Formen besteht hier ein hohes Potential zur Einsparung von Ressourcen, was zum Erfolg einer effizienten Fertigung von Betonbauteilen beiträgt.