26.09.2022 11:00 |

Fliegende Baumeister

3D-Druckdrohnen sollen Gebäude im Flug reparieren

Britische Forscher haben eine Flotte von fliegenden 3D-Druckern entwickelt, die im Flug Strukturen bauen und reparieren können. Die von natürlichen Baumeistern wie Bienen und Wespen inspirierten Fluggeräte könnten eines Tages für die Herstellung und den Bau an schwer zugänglichen oder gefährlichen Orten, wie zum Beispiel hohen Gebäuden, oder für die Hilfe nach Katastrophen eingesetzt werden, so die Forscher.

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Die Drohnen der Flotte arbeiten kooperativ nach einem einzigen Bauplan und passen ihre Techniken laufend an. Während des Fluges sind sie völlig autonom, werden aber von einem menschlichen Kontrolleur überwacht, der den Fortschritt kontrolliert und bei Bedarf auf der Grundlage der von den Drohnen gelieferten Informationen eingreift, heißt es in einer Mitteilung der University of Bath, die unter der Leitung des Imperial College in London für das „Additive Fertigung aus der Luft“ (Aerial Additive Manufacturing, kurz Aerial-AM) genannte Verfahren ein zementähnliches Material entwickelte, das sich durch eine niedrige Viskosität, geringes Gewicht und schnelle Aushärtung auszeichnet.

Hackler- und Polier-Drohnen
Aerial-AM nutzt demnach sowohl ein 3D-Druck- als auch ein Wegplanungssystem, damit sich die Drohnen an die unterschiedlichen Geometrien der Struktur anpassen können, während der Bau fortschreitet. Die Flotte besteht aus BuilDrones, die während des Fluges Materialien auftragen, und ScanDrones zur Qualitätskontrolle, die kontinuierlich die Leistung der BuilDrones messen und die nächsten Fertigungsschritte vorgeben. Während des gesamten Bauprozesses bewerteten die Drohnen die gedruckte Geometrie in Echtzeit und passten ihr Verhalten an, um sicherzustellen, dass sie die Bauvorgaben mit einer Fertigungsgenauigkeit von fünf Millimetern erfüllten. Ein wichtiger Aspekt dabei sei die genaue Vorhersage der Leistung der gedruckten Struktur, um die mechanische Integrität während des Druckvorgangs zu gewährleisten, hieß es.

Druckdrohnen sollen Kosten und Risiken senken
„Wir haben bewiesen, dass Drohnen autonom und im Tandem arbeiten können, um Gebäude zu konstruieren und zu reparieren, zumindest im Labor. Unsere Lösung ist skalierbar und könnte uns in Zukunft helfen, Gebäude in schwer zugänglichen Gebieten zu errichten und zu reparieren“, erläutert Forschungsleiter Mirko Kovac vom Imperial Department of Aeronautics. „Wir glauben, dass unsere Drohnenflotte dazu beitragen wird, die Kosten und Risiken des Bauwesens im Vergleich zu herkömmlichen manuellen Methoden zu senken.“ In einem nächsten Schritt wollen die Forscher nun mit Bauunternehmen zusammenarbeiten, um ihre Lösungen zu validieren und Reparatur- und Konstruktionsmöglichkeiten anzubieten.

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