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Alle zwei Jahre findet in einer Stadt in Deutschland ein zweitägiges Betonkanu-Rennen statt, bei dem ein spannender Sportwettkampf und die neuesten Fortschritte in der Betontechnologie stattfinden. In diesem Jahr haben über 1'000 Teilnehmer von Universitäten aus ganz Europa 90 Boote, die ganz aus Beton gebaut wurden, auf dem Rhein in Köln gefahren. Die Teams wetteiferten um die leichteste, schnellste, schönste und begehrteste Auszeichnung - die beste Designinnovation.
Seit 2005 nimmt die ETH mit großem Erfolg an den konkreten Kanu-Regatten teil und in diesem Jahr hat die ETH den 3. Preis für Design Innovation für das 3. Jahr in Folge gewonnen. SkelETHon, das 114 Kilogramm schwere Betonkanu, war eine Zusammenarbeit zwischen DBT - der das Know-How im Bereich rechnergestütztes Design und digitale Fertigung lieferte - und der PCBM Group, die die Betonmischungen und -verfahren für den Bootsbau entwickelte.
Design Innovation
In der Vergangenheit diente die Concrete Canoe Regatta bereits als Prototyping-Rahmen für aufstrebende Forschungsprojekte an der ETH, wie Mesh Mould und Smart Dynamic Casting, die inzwischen zu erfolgreichen, ausgereiften Forschungen geworden sind. In diesem Jahr wurde mit Free Formwork, einem Forschungsprojekt der DBT, ein Boot gebaut, das von der Jury für den einzigartigen Designansatz hochgelobt wurde.
Das vier Meter lange Boot hat ein steifes Stahlfaserbeton-Innenskelett, das von einer zwei bis drei Millimeter dicken, wasserdichten Betonhaut bedeckt ist. Das Skelett wurde unter Verwendung von Topologie- und Formoptimierungsalgorithmen entworfen, die das Material eines traditionellen Kanuentwurfs reduzieren und es in einer Skelleton-ähnlichen Struktur neu verteilen, um die Steifheit des Bootes zu maximieren.
Zur Herstellung dieses Skeletts wurde eine submillimeter dünne Kunststoffschalung 3D-gedruckt und in ultrahochfesten Faserbeton gegossen. Die Schalung für das gesamte Boot wog knapp über vier Kilogramm. Eine präzise, hochauflösende Oberflächenstruktur mit Details von nur einem halben Millimeter wurde auf das Betonskelett übertragen, um die Kontaktfläche zur Außenhaut zu erhöhen.
Der Konstruktionsprozess ermöglichte ein hochkomplexes Betonskelett mit Knochen von nur 15 Millimetern Durchmesser, das mit keiner anderen digitalen Fertigungstechnologie hergestellt werden kann. Der 3D-Druck, ein wertvoller Herstellungsprozess, wurde minimal genutzt, hatte aber einen signifikanten Einfluss auf das Gesamtdesign.
Wir Wünschen euch weiterhin viel Erfolg und hoffen auf weitere Spannende Projekte die wir gerne wieder Unterstützen.
Specht-Technik / Christian Specht