ETH Zürich lässt Bauroboter arbeiten

Erstmals werden derart gefertigte Holzbauteile in einem Dreigeschosser verbaut

26.03.2018 – Die Digitalisierung hat im Holzbau Einzug gehalten. Ganze Bauelemente werden heute mit computergestützten Anlagen gefertigt. Forschende der ETH Zürich nahmen sich nun auch der dahingehenden Entwicklung des Fertigungsprozesses an. Sie überführen ein neues digitales Holzbauverfahren erstmals von der Forschung in die Praxis. Die von Robotern vorfabrizierten, tragenden Holzmodule kommen tatsächlich in der Praxis zum Einsatz: Sie werden in den oberen zwei Geschossen des Bauprojektes DFAB HOUSE verbaut.

© ETH Zürich
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Im Rahmen des Nationalen Forschungsschwerpunktes (NFS) Digitale Fabrikation haben Forschende der Professur für Architektur und Digitale Fabrikation der ETH Zürich erweiterte Möglichkeiten der traditionellen Holzrahmenbauweise entwickelt. Diese erlauben es, „geometrisch komplexe Holzmodule effizient zu realisieren“, heißt es in der Pressemitteilung.

Zwei Geschosse dieses DFAB House, einem Forschungsgebäude der Universität, werden aus Roboter-„Hand" gefertigt. © ETH Zürich
Zwei Geschosse dieses DFAB House, einem Forschungsgebäude der Universität, werden aus Roboter-„Hand" gefertigt. © ETH Zürich

Das sogenannte „Spatial Timber Assemblies" wurde in enger Zusammenarbeit mit der Erne AG Holzbau entwickelt. Nun werden die robotergefertigten Holzbauteile erstmals großmaßstäblich in einem Architekturprojekt verbaut. Und zwar wird im DFAB HOUSE auf dem Forschungs- und Innovationsgebäude NEST der Empa und Eawag in Dübendorf. Dort bauen acht Professuren der ETH Zürich im Rahmen des Nationalen Forschungsschwerpunktes (NFS) Digitale Fabrikation gemeinsam mit Wirtschaftspartnern das dreigeschossige Gebäude.

Handwerker verschraubt abschließend

In einem ersten Schritt nimmt ein Roboter einen Holzbalken auf und führt ihn einer Säge für den Zuschnitt zu. Nach einem automatisierten Werkzeugwechsel bohrt ein zweiter Roboter die erforderlichen Löcher für die Anschlüsse zu den verbindenden Balken vor. Abschließend kooperieren die beiden Roboter und ordnen die Balken gemäß Computerentwurf präzise im Raum an. Damit es beim Positionieren der einzelnen Holzbalken nicht zu Kollisionen kommt, haben die Forschenden einen Algorithmus entwickelt, der den Bewegungspfad für die Roboter anhand des Baufortschritts fortlaufend neu berechnet. Ganz ohne Mensch geht es dann doch nicht: Handwerker verschrauben die Balken abschließend manuell.

Synergie zwischen Mensch und Roboter?

Matthias Kohler, Professor für Architektur und Digitale Fabrikation an der ETH Zürich und Projektinitiant des DFAB HOUSE ist vom Synergieeffekt dieser Zusammenarbeit überzeugt: „Die digitale Fabrikation ist auf das enorme Wissen, das im Handwerk steckt, angewiesen. Umgekehrt kann die Digitalisierung das Handwerk aufwerten und neue Möglichkeiten eröffnen."


_kl / Quelle: ETH Zürich