Laut Statistiken hat die Zementproduktion einen jährlichen Anteil von 6% an den weltweiten CO2-Emissionen. Der Einsatz textiler Bewehrungen ermöglicht gegenüber der etablierten Stahlbetonbauweise eine erhebliche Einsparung im Bereich des globalen Erwärmungspotenzials dieses Rohstoffs. Es sind je nach Bauteil bis zu 50-85% Ersparnis möglich.

Um dem Thema der Effizienz in der Textilbewehrungsproduktion zu begegnen wurde das neuartige Verfahren multiaxiale Garnablage (MGA) entwickelt, welches die individuelle Ablage der Carbonbewehrung in einem Spannrahmen ermöglicht. So können Aussparungen und Baugröße gezielt eingestellt und bis zu 35% an Verschnitt von Carbonmatten vermieden werden. Aktuelle Probleme stellen hierbei allerdings die Anpassung des Spannrahmens auf jedes Bauteil sowie die schwierige Fertigung dreidimensionaler Körper dar.

Die Promotion dient dem Aufzeigen eines alternativen Lösungsansatzes, durch die Vereinigung der MGA mit den Vorteilen der additiven Fertigung. Dies bietet die Möglichkeit, den etablierten Spannrahmen abzulösen und die Fertigung von Freiformflächen auf zwei- oder dreidimensionalen Grundplatten zu gewährleisten.
Das Ergebnis der Arbeit soll eine möglichst präzise analytische Beschreibung des neuen Prozesses darstellen, welche die Zusammenhänge der Parameter Faser, Matrix und Prozess optimal beschreibt. Dadurch sind zukünftige Anwendungsfälle unabhängig von den jeweiligen Ausgangsmaterialien vorab berechenbar.

Im ersten Bearbeitungsjahr (2022) erfolgte eine Gliederung des Gesamtprozesses in die Prozessschritte Garn, Dichtung, Tränkung, Abquetschung und Ablage. Anhand von Machbarkeitsversuchen sind anschließend je Schritt geeignete technische Aufbauten und passende Modelle ausgewählt worden. Im September 2022 wurde die technische Auswahl mit der Erstellung einer Morphologischen Übersicht abgeschlossen. Daraufhin begann die Bearbeitung des Teilbereiches Garn. Aktuell sind hier die Vorversuche erfolgreich abgeschlossen worden. Die Ergebnisse zeigen eine gute Annäherung an die theoretischen Erwartungen gemäß dem Modell. Es wird mit der Aufnahme der Hauptversuche fortgesetzt.