Schnelligkeit, Präzision, Wirtschaftlichkeit und Ressourcenschonung sind die wichtigsten Ansprüche des Bauwesens der Zukunft. Mit Hilfe von modernen Leichtbautechnologien können diese Anforderungen umgesetzt und die Aspekte Designfreiheit, Effizienz und Nachhaltigkeit erweitert werden. Dabei steht die Entwicklung neuer Fertigungstechnologien für hochbelastbare, dauerhafte und freiformbare Fertigteile mit geringem Material- und Energieeinsatz im Fokus des Forschungsbereiches Leichtbau im Bauwesen an der TU Chemnitz. Das Ziel aktueller Forschungsarbeit umfasst die grundlegende Untersuchung der Interaktionen von Prozess- und Materialparametern einer neuen Fließstrecke zur kontinuierlichen Präzisionsfertigung von modularen Elementen mit integrierter berührungsloser Messtechnik zur Qualitätssicherung und Prozessteuerung. Die einfach und doppelt gekrümmten Grundmodule bestehen aus dünnwandigem faserverstärktem Beton mit Stützstruktur und darin integrierten kraftflussgerechten Verankerungselementen, beispielsweise zur Befestigung an Bestandsbauwerken. Die Fertigung erfolgt dabei in einem robotergestützten Fließfertigungsprozess aus Betonspritzverfahren und Extrusionstechnologie (Beton-3D-Druck) in Kombination mit einer integrierten optischen Präzisionsmesstechnik. Insbesondere zur Konzipierung und Erweiterung der roboterdedizierten Einzelbaustufen wurde ein neuartiges Düsenwerkzeug (Spritz-Extrusion-Multitooldüse) entwickelt, mit dem durch gesteuertes Zuschalten von Druckluft (Betonspritzen) ein Sprühnebel generiert werden kann und zusätzlich Rovings zur Bewehrung in die Betonlayer (Extrudat mit Bewehrung) konzentrisch eingebettet werden. Diese Düse kann durch Schnellkupplung an den Roboterarm sekundenschnell befestigt und gelöst werden. Die entwickelte Feinbetonmischung wurde derart konzipiert, dass ein spritzfähiger und extrudierbarer Materialaustrag mit definierten Frischbetoneigenschaften über den Verarbeitungsprozess hinweg sichergestellt werden kann. Im Ergebnis können mit der Spritz-Extrusions-Multitooldüse mehrere Prozessschritte (Sprühen, Extrudieren und endlose Faserbewehrung) ohne Werkzeug- und Positionswechsel des Bauteils in einem automatisierten Prozess umgesetzt werden. Hierbei ergeben sich Vorteile für den Anwender bezüglich Prozesszeiten, Investitionskosten (nur 1 Düse für mehrere Arbeitsgänge), Rüst- und Wartungskosten sowie dem Entfall von Transportwegen und -zeiten zu mehreren Fertigungsstationen. Des Weiteren können die leichtbaugerechte Strukturbauteile (z. B. Schalen-Rippen-Bauweise analog Flugzeugbau) im Betonfertigteilbau umgesetzt werden. Das führt nicht zuletzt zur signifikanten Reduktion von Rohstoffen, Energie sowie Prozesszeiten und Transportkosten.