3D-Betondruck mit Hilfe von AKO Quetschventil der Serie VMP

AKO stellt Quetschventil für Prototypen eines 3D Betondruck-Roboter zur Verfügung. Das Ventil aus der Serie VMP, in der Nennweite DN 25, wurde mit einer anti-abrasiven Manschette geliefert, um eine lange und zuverlässige Einsatzdauer zu gewährleisten. Zudem wurde am Quetschventil eine Sicherheitsschaltung verbaut, die bei Druckluftausfall das Ventil weiterhin geschlossen hält.

Der Druckroboter mit verbautem AKO Quetschventil arbeitet mit einem Hochleistungsbeton der zusätzlich mit Additiven in der Größenordnung von 0,3 mm – 1 mm versetzt ist. Daher kommt bei diesem abrasiven Medium eine abriebfeste Quetschventil-Manschette aus leistungsfähigem Naturkautschuk zum Einsatz.

Der weltweit erste 3D-Beton-Druckroboter befindet sich seit rund zwei Jahren in der Entwicklungsphase und soll Ende 2018 einsatzbereit auf den Markt kommen. Mit Hilfe des Druckroboters – samt verbautem AKO Quetschventil – sollen nach Markteinführung eine Vielzahl an Betonelementen direkt vor Ort gefertigt werden. Von kleinen Betonfertigteilen bis zu Elementen der Fassadenverkleidungen soll der 3D-Drucker dann auf Anweisung produzieren können.

Mannshoch und mit einem sechs-achsigen Arm, der auf einer Art Portalkran montiert ist, soll der 3D-Druckroboter in der Lage sein, flexibel und schnell die ihm gestellten Aufgaben zu erledigen. Hierbei wird der Beton durch eine Druckdüse (Durchmesser: ca. 10 mm) durch Pendelbewegungen auf das gewünschte Maß gespritzt und kann so Lage für Lage die gewünschte Form oder das gewünschte dreidimensionale Objekt „drucken“. Das eingebaute AKO Quetschventil der Serie VMP ist dabei vor die Druckdüse geschaltet und sorgt so für die richtige Dosierung und ein zuverlässiges stoppen und freigeben des Hochleistungsbetons. Dank der eingebauten abriebfesten Manschette ist das Quetschventil unempfindlich gegenüber den abrasiven Eigenschaften des mit Zuschlagstoffen versetzen Betons.

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Erste vorhergehende Tests mit einem Ventil mit Pneumatik-Zylinder haben Sicherheitsbedenken auf den Plan gerufen, da es keinen sicheren Weg gab, einen eventuell auftretenden Überdruck innerhalb des Systems sicher und ohne Schäden ableiten zu können, da der Überdruck die Pneumatik-Zylinder nicht mehr steuerbar machen würde.

Es wurden daraufhin viele Alternativen durchdacht und die finale Entscheidung fiel auf das nun verbaute Quetschventil der Serie VMP von AKO. Durch ein Ablassen der Druckluft aus dem Quetschventil kann der Überdruck ungehindert aus dem System entweichen ohne Komponenten zu beschädigen und unbrauchbar zu machen. Steigt der Druck auf ein gefährliches Niveau, kann dieser automatisch über das Quetschventil entweichen, da es sich ab einem bestimmten Differenzdruck eigenständig zu öffnen beginnt. Ein weiterer Pluspunkt war die Gewichtsreduzierung, die man durch den Einbau eines Quetschventils erreichen konnte. Lag das Gesamtgewicht für die alte Regelarmatur noch bei mehr als 40 Kilogramm, liegt sie nun mit dem VMP-Quetschventil bei nur noch 500 Gramm. Der Hersteller konnte in diesem Bereich somit über 98 % Gewicht einsparen.
Der Forschungs-Ingenieur des Projektes:

  "Wir sind mit dem verbauten Quetschventil sehr zufrieden und besonders beeindruckt von der AKO Produktvielfalt. Es ist gut zu wissen, dass der Prozess in Zukunft skalierbar ist, wenn wir größere Ventile brauchen."