Intelligente Wand meldet Schäden frühzeitig

Intelligente Wand meldet Schäden frühzeitig

• University of Cambridge stellt eine Revolution bei der Verbesserung der Verkehrsinfrastruktur her

Cambridge, PTE, 24. Juli 2023

Ingenieure der University of Cambridge haben eine Stirnwand mit einer kreisrunden Öffnung hergestellt, die den Druck eines Berges auffängt, sodass nichts auf die #Autobahn 30 in der britischen Grafschaft Cornwall fallen kann. Gemeinsam mit der Industrie im konnte das 3D #Betondruckverfahren Anwendung finden, dessen Ergebnis auch der Entwässerung dient. Die Wand wartet mit diversen Innovationen auf. Zunächst einmal kommt sie ohne Stahlbewehrung aus, heißt es.

Digitaler Zwilling für #Simulation

Die Kraft, mit der sich die Innovation gegen den Berg stemmt, resultiert allein aus ihrer Geometrie. Sodann ist sie gespickt mit Sensoren, die während des Drucks eingebracht werden. Sie messen Temperaturen, relative Feuchte, Druck, Dehnung, elektrischen Widerstand und elektrochemisches Potenzial. Damit sind sie ein #Frühwarnsystem für beginnende Schäden, sodass diese behoben werden können, ehe sie größere Ausmaße annehmen. Nun soll ein Spezialbeton eingesetzt werden, der Risse selbstständig heilt.

Mit einem LIDAR System, das auf Laserbasis arbeitet und Entfernungen mikrometergenau misst, haben die #Forscher um Abir Al Tabbaa ein digitales Abbild der Stirnwand erstellt, mit dem sich Änderungen und damit weitere Verbesserungen der Geometrie per Computer simulieren lassen. Zudem konnte die Stirnwand binnen einer Stunde erstellt werden. Gedruckt wurde sie in Gloucestershire, dem Hauptsitz des Maschinenbauers Verserien, mit einem #Betondrucker auf Basis eines Roboterarms. Per Schwertransporter erreichte sie den Bestimmungsort. Die Herstellung im 3D #Druck senkt Kosten und Emissionen und reduziert den Verbrauch von Material, weil kein Abfall anfällt und auf die Stahlbewehrung verzichtet werden kann.

Fernüberwachung aus #Cambridge

Die Sensoren sind an der University of Cambridge entwickelt worden und acht davon in die Stirnwand integriert. Das Team hat auch ein maßgeschneidertes drahtloses Datenerfassungssystem entwickelt. Dieses ermöglichte die Erfassung der elektromechanischen Multifrequenz #Antwortdaten der eingebetteten Sensoren von Cambridge aus. »Die Sensordaten und der digitale Zwilling werden Infrastrukturfachleuten helfen, besser zu verstehen, wie sich 3D Druck einsetzen und anpassen lässt, um größere und komplexere zementbasierte Materialien für das strategische Straßennetz zu drucken«, sagt Al Tabbaa.