Die Erfindung betrifft ein Fertigungssystem zur generativen Herstellung von Bauteilen, insbesondere zur Durchführung eines Spritzverfahrens zur generativen Herstellung von Bauteilen, ein Verfahren zur generativen Herstellung eines Bauteils, insbesondere mit einem Spritzverfahren, und ein Verfahren zum Aufbau eines Fertigungssystems.

Fertigungssysteme sind grundsätzlich bekannt. Sie können beispielsweise unterschiedliche Bearbeitungsmaschinen und Handhabungssysteme umfassen, um Bauteile, insbesondere in Serie, zu fertigen. Der Nachteil von bekannten Fertigungssystemen ist deren geringe Flexibilität.

Heutige Fertigungssysteme zur generativen Herstellung von Bauteilen, insbesondere von Betonbauteilen, erfordern einen hohen manuellen Einsatz, für den speziell ausgebildete Fachkräfte erforderlich sind. Da in vielen Ländern bereits jetzt ein Fachkräftemangel, insbesondere in der Bauindustrie, besteht oder sich dieser abzeichnet, ist es erforderlich, den Prozess zur Herstellung von Bauteilen zu automatisieren. Außerdem kann es zu Qualitätsmängeln an den Bauteilen kommen, da durch menschliche Fehler die Qualität reduziert werden kann.

Darüber hinaus sind die bekannten Fertigungssysteme zur Herstellung von Bauteilen, insbesondere zur generativen Herstellung von Betonbauteilen, unflexibel. Üblicherweise sind diese Fertigungssysteme in eine bestehende Fabrikstruktur eingebettet. Da sich die Anforderungen an ein Fertigungssystem in immer kürzeren Zyklen ändern, ist es beispielsweise ein Bedarf in der Bauindustrie, ein flexibles Fertigungssystem zu nutzen. Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass diese Flexibilität auch die Möglichkeit zur Herstellung von Betonbauteilen auf einer Baustelle oder baustellennah bietet. Die heutigen Fertigungssysteme können jedoch nicht auf eine Baustelle verlegt werden, so dass die Betonbauteile in dem in der Fabrik eingebetteten Fertigungssystem hergestellt werden und im Anschluss von dem Fertigungssystem hin zur Baustelle transportiert werden. Die generative Herstellung von Bauteilen umfasst regelmäßig die Mischung von zwei oder mehr Materialkomponenten, wobei diese Mischung häufig als Materialkomponentenmischung bereitgestellt wird.

Materialkomponentenmischungen können beispielsweise für Betonbauteile oder keramische Bauteile zur Verfügung gestellt werden. Derzeit werden beispielsweise Betonbauteile, die mit einem generativen Herstellungsverfahren hergestellt werden, in der Regel mittels einer im Werk trocken vorgemischten Betonkomponentenmischung hergestellt. Die Betonkomponentenmischung wird einem Bauteilhersteller, der ein generatives Herstellungsverfahren nutzt, zur Verfügung gestellt, jedoch kann dieser lediglich beschränkt oder keinen Einfluss auf die Zusammensetzung der Betonkomponentenmischung nehmen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fertigungssystem zur generativen Herstellung von Bauteilen, insbesondere zur Durchführung eines Spritzverfahrens zur generativen Herstellung von Bauteilen, ein Verfahren zur generativen Herstellung eines Bauteils, insbesondere mit einem Spritzverfahren, und ein Verfahren zum Aufbau eines Fertigungssystems bereitzustellen, die einen oder mehrere der genannten Nachteile vermindern oder beseitigen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, die eine automatisierte Herstellung von individuellen Betonbauteilen ermöglicht. Zumindest ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Fertigungssystem und Verfahren bereitzustellen.

Gemäß einem ersten Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Fertigungssystem zur generativen Herstellung von Bauteilen, vorzugsweise von Betonbauteilen, insbesondere zur Durchführung eines Spritzverfahrens, vorzugsweise eines Spritzbetonverfahrens, zur generativen Herstellung von Bauteilen, vorzugsweise von Betonbauteilen, umfassend ein erstes Fertigungsmodul mit einer Mischeinheit zur Erzeugung eines Kompositmaterials, vorzugsweise eines Betons, insbesondere durch Mischen einer ersten Materialkomponente, vorzugsweise einer ersten Betonkomponente, und einer zweiten Materialkomponente, vorzugsweise einer zweiten Betonkomponente, und ein zweites Fertigungsmodul mit einer ersten Handhabungseinheit zur generativen Herstellung eines Bauteils mit dem Kompositmaterial, vorzugsweise eines Betonbauteils mit dem Beton, insbesondere zur Herstellung eines Spritzbauteils, vorzugsweise eines Spritzbetonbauteils, wobei das erste Fertigungsmodul und das zweite Fertigungsmodul mittels einer Fördereinheit gekoppelt sind.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bestehende Fertigungssysteme zur generativen Herstellung von Bauteilen, insbesondere von Betonbauteilen, unflexibel sind. Darüber hinaus waren mehrteilige Fertigungssysteme in der Vergangenheit nicht erfolgreich, da die Schnittstellen zwischen den mehreren Teilen dieser Fertigungssysteme zu Qualitätsverlusten und Produktivitätseinbußen geführt haben. Der Erfindung lag nun die Erkenntnis zugrunde, dass die zwei Fertigungsmodule, wobei das eine Fertigungsmodul die Mischeinheit und das andere Fertigungsmodul die Handhabungseinheit zur generativen Herstellung des Bauteils, insbesondere des Betonbauteils, umfasst, eine Aufteilung bieten, dass derartige Schnittstellenprobleme im Wesentlichen nicht auftreten. Es wurde ferner herausgefunden, dass durch eine derartige Aufteilung Bauteile, insbesondere Betonbauteile, insbesondere mit einem Spritzbetonverfahren, hergestellt werden können, die solchen Bauteilen, die konventionell hergestellt wurden, technisch überlegen sind.

Das erste Fertigungsmodul mit der Mischeinheit ermöglicht die Bereitstellung des Kompositmaterials. Die Mischeinheit kann auch Wägezellen aufweisen, insbesondere auf Wägezellen gelagert sein, sodass mittels der Mischeinheit ein Wiegen der Materialkomponenten ermöglicht wird. Unter einem Kompositmaterial wird insbesondere ein Material verstanden, dass mindestens zwei Materialkomponenten aufweist. Das Kompositmaterial wird insbesondere durch ein Mischen der ersten Materialkomponente mit der zweiten Materialkomponente erzeugt. Das Kompositmaterial kann beispielsweise Beton sein. Im Folgenden werden das Fertigungssystem und die Verfahren insbesondere im Zusammenhang mit der Erzeugung und Verarbeitung von Beton beschrieben. Die folgenden Ausführungen sind jedoch in analoger Weise auch für die Erzeugung und Verarbeitung anderer Kompositmaterialien zu verstehen. Die Mischeinheit ist insbesondere zur Erzeugung eines Betons mit einem hydraulischen Bindemittel, einem alkalisch aktivierten Bindemittel und/oder einem Geopolymerbindemittel ausgebildet. Mit Beton ist insbesondere der noch junge, verarbeitbare Beton zu verstehen. Der Beton wird insbesondere durch ein Mischen der ersten Betonkomponente und der zweiten Betonkomponente miteinander erzeugt. Die Betonkomponente kann bzw. können beispielsweise eine Gesteinskörnung, ein Anmachwasser, Betonzusatzstoffe und/oder ein hydraulisches Bindemittel wie beispielsweise Zement und/oder ein alkalisch aktiviertes Bindemittel und/oder ein Geopolymerbindemittel und/oder

Betonzusatzmittel sein. Die Betonzusatzmittel können beispielsweise fest oder flüssig sein. Das zweite Fertigungsmodul umfasst die erste Handhabungseinheit. Die erste Handhabungseinheit ist angeordnet und ausgebildet, um ein Bauteil, vorzugsweise ein Betonbauteil, mit dem Kompositmaterial, vorzugsweise dem Beton, generativ herzustellen. Unter einem Betonbauteil wird unter anderem auch ein Stahlbetonbauteil verstanden. Insbesondere ist die erste Handhabungseinheit angeordnet und ausgebildet, um ein Spritzbetonbauteil herzustellen, vorzugsweise mit einem Spritzbetonverfahren. Die erste Handhabungseinheit weist vorzugsweise eine Spritzdüse auf, die eingerichtet ist, um Beton zu spritzen. Die erste Handhabungseinheit ist ferner vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Spritzdüse in mindestens drei Raumrichtungen bewegbar ist. Darüber hinaus weist die erste Handhabungseinheit vorzugsweise Zuleitungen für Beton und/oder für Druckluft und/oder für ein oder mehrere Zusatzmittel und/oder Steuerungsleitungen zum Ansteuern von Sensoren und Aktoren auf.

Der im zweiten Fertigungsmodul mit der ersten Handhabungseinheit zu verarbeitende Beton wird in dem ersten Fertigungsmodul in der Mischeinheit erzeugt. Damit dieser erzeugte Beton der ersten Handhabungseinheit zur Verfügung steht, ist das erste Fertigungsmodul mit dem zweiten Fertigungsmodul mittels der Fördereinheit gekoppelt. Die Fördereinheit ist insbesondere eine Einheit zur Förderung von fließfähigen Materialien. Die Fördereinheit ist insbesondere angeordnet und ausgebildet, um das Kompositmaterial, insbesondere den Beton, von dem ersten Fertigungsmodul zu dem zweiten Fertigungsmodul zu verbringen. Die Fördereinheit kann beispielsweise ein Schlauch, ein Rohr und/oder eine Betonförderkomponente sein. Miteinander gekoppelt ist insbesondere derart zu verstehen, dass der Beton von dem ersten Fertigungsmodul zu dem zweiten Fertigungsmodul verbringbar, insbesondere förderbar, ist.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante des Fertigungssystems ist vorgesehen, dass das erste Fertigungsmodul und das zweite Fertigungsmodul separat voneinander ausgebildet sind. Die separate Ausbildung des ersten Fertigungsmoduls und des zweiten Fertigungsmoduls bedeutet insbesondere, dass diese nicht integral ausgebildet sind. Ferner kann dies bedeuten, dass das erste Fertigungsmodul und das zweite Fertigungsmodul jeweils als eine Einheit ausgebildet sind. Es ist insbesondere bevorzugt, dass das erste Fertigungsmodul und das zweite Fertigungsmodul separat voneinander transportierbar und/oder aufstellbar ausgebildet sind.

Durch eine derartige Ausbildung des ersten Fertigungsmoduls und des zweiten Fertigungsmoduls werden verschiedene Vorteile erzielt. Die unterschiedlichen Fertigungsmodule können selbst separat voneinander hergestellt werden. Dadurch ergeben sich Vorteile im Produktionsprozess zur Herstellung des ersten Fertigungsmoduls und des zweiten Fertigungsmoduls, da lediglich die Schnittstellen aufeinander abgestimmt sein müssen.

Darüber hinaus können die Fertigungsmodule als kompakte Einheiten vorgesehen werden, die beispielsweise auf einem handelsüblichen Lastkraftwagen transportiert werden können. Somit können das erste Fertigungsmodul und das zweite Fertigungsmodul unabhängig voneinander transportiert werden und beispielsweise zu einer Baustelle transportiert werden.

Darüber hinaus kann die Aufstellung des ersten Fertigungsmoduls relativ zu dem zweiten Fertigungsmodul in einfacher Weise variiert werden. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn das Fertigungssystem in einer Fabrik verwendet wird und es dort zu einer Neuanordnung der Fertigungsmittel kommt, so können die einzelnen Fertigungsmodule des beanspruchten Fertigungssystems einfach verschoben werden, wobei gegebenenfalls lediglich die als Schnittstelle wirkende Fördereinheit angepasst wird. Neben der Fördereinheit können auch weitere Elemente als Schnittstelle zwischen dem ersten Fertigungsmodul und dem zweiten Fertigungsmodul wirken, beispielsweise Steuerleitungen und Druckluftleitungen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des Fertigungssystems ist vorgesehen, dass das erste Fertigungsmodul eine Versorgungseinheit zur Bereitstellung der ersten Materialkomponente, vorzugsweise der ersten Betonkomponente, und/oder der zweiten Materialkomponente, vorzugsweise der zweiten Betonkomponente aufweist, wobei vorzugsweise die Versorgungseinheit ein erstes Versorgungsmodul zur Bereitstellung der ersten Materialkomponente und ein zweites Versorgungsmodul zur Bereitstellung der zweiten Materialkomponente aufweist.

Das erste Versorgungsmodul und/oder das zweite Versorgungsmodul kann bzw. können beispielsweise als ein Silo ausgebildet sein. Das erste Versorgungsmodul und/oder das zweite Versorgungsmodul kann bzw. können beispielsweise mit einem Bigbag, einer Krananlage, einem Radlager und/oder einem Flurförderfahrzeug und/oder einem Förderband befüllbar sein.

Darüber hinaus kann das erste Fertigungsmodul eine Fördervorrichtung aufweisen, die eine auf der Fördervorrichtung befindliche Materialkomponente, vorzugsweise eine Betonkomponente, zur Mischeinheit fördert. Beispielsweise kann das erste Fertigungsmodul einen Aufnahmebereich für eine Betonkomponente, insbesondere eine Gesteinskörnung, aufweisen, insbesondere eine Öffnung. Durch diese Öffnung kann die Betonkomponente zur Fördervorrichtung gelangen und zur Mischeinheit befördert werden. Vorzugsweise ist die Versorgungseinheit vertikal über der Öffnung angeordnet. Der Aufnahmebereich kann beispielsweise mit einem Silo zur Lagerung der Betonkomponente gekoppelt sein, insbesondere mit einem Schneckenfördersystem oder einem Förderband. Darüber hinaus kann das Silo über ein Schneckenfördersystem oder ein Förderband auch direkt mit der Mischeinheit gekoppelt sein.

Eine weitere bevorzugte Fortbildung des Fertigungssystems zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Fertigungsmodul eine Pumpeinheit umfasst, wobei vorzugsweise zwischen der Mischeinheit und der Pumpeinheit eine Vibrationseinheit angeordnet ist, und/oder die Pumpeinheit die oder eine Vibrationseinheit aufweist.

Die Pumpeinheit ist vorzugsweise derart angeordnet und ausgebildet, dass diese aus dem ersten Fertigungsmodul entnehmbar ist. Beispielsweise kann die Pumpeinheit auf einer Schieneneinheit angeordnet sein, die eingerichtet ist, dass die Pumpeinheit aus dem ersten Fertigungsmodul entnehmbar ist.

Die Vibrationseinheit ist vorzugsweise angeordnet und ausgebildet, um den Fluss des erzeugten Betons zwischen der Mischeinheit und der Pumpeinheit und/oder um das Nachrutschen des Betons in einem Vorhaltebehälter der Pumpeinheit zu verbessern. Insbesondere soll mittels der Vibrationseinheit vermieden werden, dass vor und/oder in der Pumpeinheit ein Betonstau entsteht und gegebenenfalls der Weg zwischen Mischeinheit und der Pumpeinheit und/oder der Weg von der Pumpeinheit zur Fördereinheit verstopft. Die Vibrationseinheit bzw. die Vibrationseinheiten kann bzw. können beispielsweise elektrisch oder pneumatisch angetrieben sein.

Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das Fertigungssystem einen Frischwasserspeicher umfasst, wobei es insbesondere bevorzugt ist, dass dieser mit einer Einheit zur Wassertemperierung gekoppelt ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des Fertigungssystems ist vorgesehen, dass das erste Fertigungsmodul eine Reinigungsanlage zur automatisierten Reinigung, insbesondere der Mischeinheit, der Pumpeinheit, einer Auftragseinheit, insbesondere der Spritzdüse, von Hilfsaggregaten und/oder Schläuchen, aufweist, wobei die Reinigungsanlage vorzugsweise eine Fluidpumpe zum Abtransport eines Reinigungsfluides aufweist und vorzugsweise die Reinigungsanlage ausgebildet ist, mit aufbereitetem Wasser gespeist zu werden und/oder Wasser aufzubereiten. Die Reinigungsanlage, insbesondere die Pumpeinheit und/oder die Mischeinheit, kann bzw. können beispielsweise Reinigungsfluiddüsen aufweisen, durch welche Reinigungsfluid austreten kann. Im Falle, dass sich im Wesentlichen nur noch Betonreste in der Mischeinheit oder der Pumpeinheit befinden, können diese mittels Reinigungsfluid, das aus den Reinigungsfluiddüsen austritt, gereinigt werden.

Es ist bevorzugt, dass die Reinigungsanlage eine Reinigungssteuerung aufweist, die eingerichtet ist, die Reinigungsfluiddüsen mit einer vordefinierten Reinigungsreihenfolge anzusteuern. Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass die Reinigungssteuerung zur Bestimmung der vordefinierten Reinigungsreihenfolge ausgebildet ist, insbesondere auf Basis von Ausgangssignalen von Sensoren. Die Sensoren sind vorzugsweise eingerichtet, die Ausgangssignale bereitzustellen, wobei die Ausgangssignale einen Verschmutzungsgrad in einem Sensorüberwachungsbereich repräsentieren. Das Fertigungssystem kann darüber hinaus Sensoren zur Überwachung von Füllständen aufweisen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des Fertigungssystems ist vorgesehen, dass das erste Fertigungsmodul eine erste Dosiereinheit und/oder Wägeeinheit aufweist, die eingerichtet ist bzw. sind, ein bauteilspezifisches Mischungsverhältnis zwischen der ersten Materialkomponente und der zweiten Materialkomponente einzustellen. Insbesondere in Kombination mit der im Folgenden noch näher erläuterten zweiten Dosiereinheit und Wägeeinheit hat diese Ausführungsvariante besondere Vorteile. Bislang bekannte Systeme zur generativen Herstellung von Betonbauteilen verwenden in der Regel ein vorgemischtes Materialcompound, welches am Herstellungsort lediglich mit Wasser und/oder weiteren Zusatzmitteln angemischt wird, so dass ein verwendbarer Beton erzeugt wird. Diese bisher eingesetzte Lösung hat jedoch verschiedene Nachteile. Betonbauteile unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Geometrie und Größe, so dass für die Herstellung unterschiedliche Materialeigenschaften gefordert werden. Während beispielsweise das Material für eine Stütze sehr schnell erstarren bzw. erhärten muss, damit in kurzer Zeit eine große Höhe erreicht wird, sollte ein Material für eine weitläufige, flächige Anwendung, beispielsweise eine Wand, langsamer erstarren bzw. erhärten, da die Überfahrtszeiten der materialauftragenden Handhabungseinheit länger sind. Erstarrt ein Material zu schnell, ist die Gefahr eines schlechten Verbunds und damit einer konstruktiv eingebauten Sollbruchstelle zwischen den aufeinanderfolgenden Materialschichten groß.

In der Folge ist ein fertiges, vorgemischtes Materialcompound begrenzt in der Bandbreite abdeckbarer Bauteile. Darüber hinaus entstehen dadurch hohe Materialkosten, um die großen Mengen benötigten Materials an verschiedene Zielorte zu bringen. Durch die Bereitstellung einer Versorgungseinheit, gegebenenfalls mit einem ersten Versorgungsmodul und einem zweiten Versorgungsmodul und möglicherweise weiteren Versorgungsmodulen und entsprechenden Dosiereinheiten bzw. Wägeeinheiten kann aus verschiedenen Betonkomponenten eine anforderungsgerechte Betonkomponentenmischung hergestellt werden. Diese Betonkomponentenmischung kann insbesondere für jedes herzustellende Betonbauteil individuell gemischt werden, so dass die im Vorherigen genannten unterschiedlichen Materialeigenschaften jeweils erzielt werden. Dies gilt in analoger Weise für die Bereitstellung anderer Kompositmaterialien, die mindestens zwei Materialkomponenten umfassen.

Eine weitere bevorzugte Fortbildung des Fertigungssystems zeichnet sich dadurch aus, dass das zweite Fertigungsmodul eine zweite Handhabungseinheit zur Durchführung von Unterstützungsprozessen aufweist, insbesondere zur Nachbearbeitung des Kompositmaterials, zum Einlegen von Bewehrungselementen und/oder zum Einlegen von Bauteilkomponenten und/oder zur Integration von Komponenten zur Sicherung des Bauteiltransports. Diese Bauteilkomponenten können beispielsweise Platten, Pflastersteine, Riemchen, Fenster, Türen und/oder Leerrohre sein. Komponenten für den Transport können beispielsweise Transportanker, Gewinde zum Anbringen von Ankern oder gleichwertige Lösungen sein. Die zweite Handhabungseinheit kann insbesondere angeordnet und ausgebildet sein, um ein Positionierungselement und/oder eine Bewehrungseinheit anzuordnen. Das Nacharbeiten kann insbesondere eine Oberflächennachbearbeitung sein oder umfassen.

Es ist ferner bevorzugt, dass die erste Handhabungseinheit und die zweite Handhabungseinheit derart Zusammenwirken, dass sie ein Verfahren ausführen können, umfassend: Erzeugen einer ersten Betonschicht und einer zweiten Betonschicht mit einem generativen Verfahren, vorzugsweise mit einem Spritzbetonverfahren, insbesondere durch die erste Handhabungseinheit, Anordnen eines Positionierungselements zum Anordnen einer Bewehrungseinheit, wobei das Positionierungselement mit einem Tragabschnitt zwischen der ersten Betonschicht und der zweiten Betonschicht angeordnet ist und mit einem Befestigungsabschnitt von der ersten Betonschicht und von der zweiten Betonschicht herauskragt, insbesondere mit der zweiten Handhabungseinheit, Anordnen von mindestens einer Bewehrungseinheit zum Bewehren des Betonbauteils an dem Positionierungselement, insbesondere mit der zweiten Handhabungseinheit, und vorzugsweise Erzeugen einer Betondeckungsschicht an der ersten Betonschicht und der zweiten Betonschicht derart, dass die Bewehrungseinheit im Wesentlichen mit Beton bedeckt ist, insbesondere durch die erste Handhabungseinheit.

Die erste Handhabungseinheit kann als ein erster Roboter und/oder die zweite Handhabungseinheit kann als ein zweiter Roboter ausgebildet sein. Der erste Roboter und/oder der zweite Roboter kann bzw. können insbesondere als ein Knickarmroboter ausgebildet sein. Es ist insbesondere bevorzugt, dass ein distales Ende des bzw. der Roboter in drei Raumrichtungen bewegbar ausgebildet ist. Die erste Handhabungseinheit und/oder oder die zweite Handhabungseinheit weisen vorzugsweise jeweils einen Wirkbereich auf, in dem diese mit einem Werkzeug ein Fertigungsverfahren, insbesondere ein Spritzverfahren, vorzugsweise ein Spritzbetonverfahren, und/oder einen Unterstützungsprozess ausführen können.

Eine weitere bevorzugte Fortbildung des Fertigungssystems zeichnet sich dadurch aus, dass das zweite Fertigungsmodul einen Drehtisch zur Rotation des Bauteils umfasst. Der Drehtisch kann sich beispielsweise neben der ersten Handhabungseinheit und neben der zweiten Handhabungseinheit befinden. Insbesondere ist es bevorzugt, dass der Drehtisch zwischen der ersten Handhabungseinheit und der zweiten Handhabungseinheit angeordnet ist. Durch den Drehtisch wird eine weitere Achse in das Fertigungssystem integriert, so dass die geometrische Freiheit weiter erhöht wird. Der Drehtisch weist vorzugsweise eine Rotationsachse auf, die im Betrieb im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. Darüber hinaus kann der Drehtisch eine, zwei oder mehrere Schwenkachsen aufweisen, so dass die Rotationsachse eine vertikale und eine horizontale Komponente aufweist. Um die Flexibilität des Fertigungssystems weiter zu steigern, kann es bevorzugt sein, dass das Fertigungssystem einen zweiten, externen Drehtisch aufweist. Der zweite Drehtisch ist vorzugsweise neben dem zweiten Fertigungsmodul angeordnet und ist von einem externen Bediener erreichbar, beispielsweise mit einem Flurförderfahrzeug. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das zweite Fertigungsmodul ein erstes Werkzeugwechselsystem zum Austausch von von der ersten Handhabungseinheit und/oder der zweiten Handhabungseinheit verwendeten Werkzeugen umfasst. Es ist bevorzugt, dass das Werkzeugwechselsystem von einer außenliegenden Seite des Fertigungssystems für einen Bediener erreichbar ist, um die Werkzeuge auszuwechseln und/oder zu warten. Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass das zweite Fertigungsmodul ein zweites Werkzeugwechselsystem umfasst, wobei vorzugsweise das erste Werkzeugwechselsystem zum Austausch von von der ersten Handhabungseinheit verwendeten Werkzeugen und/oder das zweite Werkzeugwechselsystem zum Austausch von von der zweiten Handhabungseinheit verwendeten Werkzeugen ausgebildet ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des Fertigungssystems ist vorgesehen, dass die erste Handhabungseinheit und/oder die zweite Handhabungseinheit ortsflexibel angeordnet ist bzw. sind. Ortsflexibel bedeutet insbesondere, dass sich die erste Handhabungseinheit und/oder die zweite Handhabungseinheit relativ zu einem Grundkörper des zweiten Fertigungsmoduls und insbesondere relativ zu einem zu bearbeitenden Werkstück, insbesondere einem Bauteil oder Betonbauteil, bewegen kann bzw. können.

Insbesondere kann es bevorzugt sein, dass die erste Handhabungseinheit und/oder die zweite Handhabungseinheit auf einer Linearachse angeordnet ist bzw. sind. Vorzugsweise ist bzw. sind die erste Handhabungseinheit und/oder die zweite Handhabungseinheit mit einem Antrieb, vorzugsweise jeweils, gekoppelt, sodass die erste Handhabungseinheit und/oder die zweite Handhabungseinheit relativ zu der bzw. den Linearachsen bewegbar ist bzw. sind.

Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass die erste Handhabungseinheit und/oder die zweite Handhabungseinheit mindestens ein mehrachsiges Positioniersystem aufweist bzw. aufweisen, wobei das mehrachsige Positioniersystem eingerichtet ist, dass die erste Handhabungseinheit und/oder die zweite Handhabungseinheit in mindestens zwei Raumrichtungen bewegbar ist bzw. sind. Das mehrachsige Positioniersystem kann beispielsweise als eine Hub- und Dreheinheit ausgebildet sein oder eine solche umfassen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des Fertigungssystems ist vorgesehen, dass das zweite Fertigungsmodul mindestens zwei, vorzugsweise drei, separate Teilmodule aufweist, wobei ein erstes Teilmodul die erste Handhabungseinheit und/oder ein zweites Teilmodul die zweite Handhabungseinheit und/oder ein drittes Teilmodul den Drehtisch aufweist, wobei mindestens zwei der Teilmodule separat voneinander transportierbar ausgebildet sind. Es ist insbesondere bevorzugt, dass das dritte Teilmodul zwischen dem ersten und dem zweiten Teilmodul anordenbar ist. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das zweite Fertigungsmodul ein viertes Teilmodul aufweist, wobei das vierte Teilmodul den zweiten Drehtisch aufweist. Das zweite Teilmodul ist vorzugsweise benachbart zu dem dritten Teilmodul angeordnet, insbesondere derart, dass ein Werkstück von dem vierten Teilmodul zu dem dritten Teilmodul verbringbar ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das Fertigungssystem ein Bauteiltransportsystem umfasst, das angeordnet und ausgebildet ist, um Bauteile der ersten Handhabungseinheit und/oder der zweiten Handhabungseinheit zuzuführen. Das Bauteiltransportsystem kann beispielsweise eingerichtet sein, um Paletten, insbesondere Stahlpaletten, von einem Bereich außerhalb des zweiten Fertigungsmoduls in das zweite Fertigungsmodul hinein zu bewegen, sodass ein auf einer Palette angeordnetes Bauteil in einem Wirkbereich der ersten Handhabungseinheit und/oder der zweiten Handhabungseinheit bewegbar ist. Das Bauteiltransportsystem kann beispielsweise eine Vielzahl an Transportrollen aufweisen, die angerordnet und ausgebildet sind, die Paletten zu befördern, insbesondere linear zu befördern.

Das Bauteiltransportsystem und das zweite Fertigungsmodul sind vorzugsweise derart angeordnet und ausgebildet, dass Palletten und/oder Bauteile auf einer ersten Seite des zweiten Fertigungsmoduls in das zweite Fertigungsmodul hinein bewegt und auf der ersten Seite des zweiten Fertigungsmoduls wieder aus dem zweiten Fertigungsmodul hinaus bewegt werden können. Alternativ oder ergänzend sind das Bauteiltransportsystem und das zweite Fertigungsmodul vorzugsweise derart angeordnet und ausgebildet, dass Paletten und/oder Bauteile auf einer bzw. der ersten Seite des zweiten Fertigungsmoduls in das zweite Fertigungsmodul hinein bewegt und auf einer der ersten Seite gegenüberliegend angeordneten zweiten Seite des zweiten Fertigungsmoduls aus dem zweiten Fertigungsmodul hinaus bewegt werden können.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das erste Teilmodul, das zweite Teilmodul und/oder das dritte Teilmodul ausgebildet ist bzw. sind, um eine lichte Höhe des bzw. der Innenräume zu variieren insbesondere zu vergrößern.

Vorzugsweise weist bzw. weisen das erste Teilmodul, das zweite Teilmodul und/oder das dritte Teilmodul eine Hubeinheit, insbesondere jeweils, auf, die angeordnet und ausgebildet ist bzw. sind, die lichte Höhe des bzw. der Innenräume des ersten Teilmoduls, des zweiten Teilmoduls und/oder des dritten Teilmoduls zu vergrößern, insbesondere indem das bzw. die Dächer und/oder eine oder mehrere Seitenwände des ersten Teilmoduls, des zweiten Teilmoduls und/oder des dritten Teilmoduls anhebbar sind. Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass zumindest eine Seitenwand der Teilmodule, vorzugsweise zwei Seitenwände der Teilmodule entfernbar ausgebildet sind. Beispielsweise kann das dritte Teilmodul mit dem Drehtisch zwischen dem ersten Teilmodul und dem zweiten Teilmodul angeordnet werden. Um ein auf dem Drehtisch angeordnetes Betonbauteil bearbeiten zu können, ist es bevorzugt, dass die Seitenwände des dritten Teilmoduls, die dem ersten Teilmodul und dem zweiten Teilmodul zugewandt sind, entfernt werden können. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Seitenwände des ersten Teilmoduls und des zweiten Teilmoduls, die dem Drehtisch zugewandt sind, entfernbar ausgebildet sind. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des Fertigungssystems ist vorgesehen, dass dieses ein drittes Fertigungsmodul mit einer Beschickungseinheit zur Bereitstellung von Materialkomponenten, die insbesondere Zusatzmittel, vorzugsweise pulverförmige, faserige und/oder flüssige Zusatzmittel sind, und/oder Zusatzstoffe und/oder Bindemittel sind, umfasst, wobei vorzugsweise die Beschickungseinheit eine Aufgabevorrichtung und eine Fördereinheit und/oder eine zweite Dosiereinheit umfasst.

Das dritte Fertigungsmodul kann mit dem ersten Fertigungsmodul eine Einheit ausbilden. Es ist jedoch insbesondere bevorzugt, dass das dritte Fertigungsmodul separat von dem ersten Fertigungsmodul ausgebildet ist, insbesondere separat transportierbar und/oder aufstellbar ist. Die Aufgabevorrichtung kann beispielsweise ein Silo, insbesondere ein pneumatisch befüllbares Silo, eine Beutelaufnahmestation, auch Bigbag-Station genannt, oder eine

Sackaufgabestation sein. Die Bindemittel können insbesondere mineralisch und/oder alkalisch aktivierbare Bindemittel und/oder geopolymerbasierte Bindemittel sein. Es ist insbesondere bevorzugt, dass das dritte Fertigungsmodul zur Bereitstellung von Zusatzmitteln, Zusatzstoffen und Bindemitteln vorgesehen ist. Insbesondere ist es dann bevorzugt, dass das erste Fertigungsmodul im Wesentlichen zur Bereitstellung von Gesteinskörnungen vorgesehen ist.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante des Fertigungssystems zeichnet sich dadurch aus, dass das dritte Fertigungsmodul eine zweite Wägeeinheit umfasst, die eingerichtet ist, um Bindemittel zu wiegen und/oder zu dosieren. Ferner kann das dritte Fertigungsmodul eine weitere Wägeeinheit umfassen, um Zusatzmittel und/oder Zusatzstoffe zu wiegen und/oder zu dosieren. Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass das dritte Fertigungsmodul weitere Dosiereinheiten sowie weitere Wägeeinheiten umfasst, die eingerichtet sind, um Zusatzmittel und Zusatzstoffe zu dosieren. In einer noch weiter bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das dritte Fertigungsmodul eine Kühlmittelanlage zur Kühlung des Betons umfasst. Die Kühlmittelanlage zur Kühlung des Betons kann insbesondere eine Scherbeneisanlage zur Herstellung und/oder Bereitstellung von Eis zur Kühlung des Betons sein. Ferner ist es bevorzugt, dass die Kühlmittelanlage ausgebildet ist, der Pumpeinheit Eis bereitzustellen. Das Eis kann auch zur Reinigung der Pumpeinheit verwendet werden.

Eine weitere bevorzugte Fortbildung des Fertigungssystems zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Fertigungsmodul, das zweite Fertigungsmodul, das dritte Fertigungsmodul und/oder eines, mehrere oder alle der Teilmodule ein Gehäuse aufweisen und/oder als eine Transporteinheit, beispielsweise ein Container, insbesondere ein 10 Fuß- und/oder 20 Fuß- und/oder 40 Fuß-Container, ausgebildet ist bzw. sind, wobei vorzugsweise Seitenwände der Gehäuse zumindest teilweise öffenbar sind. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Seitenwände, Böden und/oder Decken des oder der Gehäuse schall- und/oder wärmeisolierendes Material aufweisen. Das schall- und/oder wärmeisolierende Material kann beispielsweise eine Mineralwolle sein. Die Seitenwände, Böden und/oder Decken können beispielsweise mit der Mineralwolle versehen werden und mit einem Fließ und/oder einem Metalllochblech verblendet werden. Ergänzend oder alternativ kann bzw. können auch ein Dämmschaum aufgesprüht und/oder Dämmmatten angeordnet werden.

In einerweiteren bevorzugten Fortbildung des Fertigungssystems ist vorgesehen, dass die Dächer und/oder Seitenwände anhebbar ausgebildet und vorzugsweise mit einem weiteren Hubmechanismus gekoppelt sind. In einerweiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das erste Fertigungsmodul, das zweite Fertigungsmodul, das dritte Fertigungsmodul und/oder eines, mehrere oder alle der Teilmodule einen ersten Boden und einen in vertikaler Richtung beabstandeten zweiten Boden zur Ausbildung eines Zwischenraums zwischen dem ersten Boden und dem zweiten Boden aufweist bzw. aufweisen, wobei vorzugsweise in dem Zwischenraum ein Ablaufkanal zur Entsorgung von Reinigungsfluid eingerichtet ist. Das Reinigungsfluid kann beispielsweise Fluid, insbesondere Wasser, Kompositmaterial, insbesondere Beton, und Schmutzpartikel aufweisen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das Fertigungssystem eine Materialabscheidevorrichtung, insbesondere eine Betonabscheidevorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, das Kompositmaterial aus einem bzw. dem Reinigungsfluid abzuscheiden. Es ist bevorzugt, dass die Materialabscheidevorrichtung in dem Ablaufkanal wirkt. Die Materialabscheidevorrichtung hat den Vorteil, dass Kompositmaterialreste, insbesondere Betonreste, wiederverwendet werden können und somit die Effizienz und Umweltverträglichkeit erhöht wird. Die Materialabscheidevorrichtung kann beispielsweise zwischen dem ersten Boden und dem zweiten Boden angeordnet sein.

Der erste Boden ist vorzugsweise eine Arbeitsfläche, die im Betrieb dem Betonbauteil zugewandt ist. Der zweite Boden ist vorzugsweise im Betrieb vertikal unter dem ersten Boden angeordnet. In dem ausgebildeten Zwischenraum zwischen dem ersten Boden und dem zweiten Boden können weitere Einrichtungen des Fertigungssystems angeordnet sein, beispielsweise auch die Fördereinheit, elektrische Leitungen und/oder weitere Versorgungseinrichtungen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur generativen Herstellung eines Bauteils, vorzugsweise eines Betonbauteils, insbesondere mit einem Spritzverfahren, vorzugsweise einem Spritzbetonverfahren, umfassend die Schritte: Bereitstellen einer ersten Materialkomponente, vorzugsweise einer ersten Betonkomponente, und einer zweiten Materialkomponente, vorzugsweise einer zweiten Betonkomponente, insbesondere an einer Versorgungseinheit eines Fertigungssystems, Erzeugen eines Kompositmaterials, vorzugsweise eines Betons, durch Mischen der ersten Materialkomponente, vorzugsweise der ersten Betonkomponente, und der zweiten Materialkomponente, vorzugsweise der zweiten Betonkomponente, insbesondere in einer Mischeinheit des Fertigungssystems, und generatives Herstellen des Bauteils mit dem Kompositmaterial, vorzugsweise des Betonbauteils mit dem Beton, vorzugsweise mittels eines Spritzverfahrens, ferner vorzugsweise mittels eines Spritzbetonverfahrens, insbesondere mit einer ersten Handhabungseinheit.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens ist vorgesehen, dass dieses den Schritt umfasst: Dosieren der ersten Materialkomponente, vorzugsweise der ersten Betonkomponente, und der zweiten Materialkomponente, vorzugsweise der zweiten Betonkomponente, in einem bauteilspezifischen Mischungsverhältnis. Es ist ferner bevorzugt, dass eine dritte und/oder weitere Materialkomponenten, insbesondere Betonkomponenten, ebenfalls dosiert werden, so dass eine bauteilspezifische Komponentenmischung erzeugt wird. Es ist ferner bevorzugt, dass das Verfahren den Schritt umfasst: Rütteln und/oder Pumpen des Kompositmaterials, vorzugsweise des Betons, von der Mischeinheit hin zu dem ersten Handhabungssystem. Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass das Verfahren den Schritt umfasst: Nacharbeiten des Bauteils, vorzugsweise des Betonbauteils, Einlegen eines Bewehrungselements und/oder Einlegen von Bauteilkomponenten. Das Nacharbeiten des Bauteils kann beispielsweise mittels Glätt- und/oder Fräswerkzeugen erfolgen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens ist vorgesehen, dass dieses den Schritt umfasst: Bewegen eines Werkstückes und/oder einer Palette in einen Wirkbereich des ersten Handhabungssystems und/oder des zweiten Handhabungssystems. Vorzugsweise wird das Werkstück und/oder die Palette linear in den Wirkbereich bewegt. Ferner vorzugsweise wird das Werkstück und/oder die Palette auf einer ersten Seite des Wirkbereichs in den Wirkbereich hineinbewegt und auf einer der ersten Seite gegenüberliegend angeordneten zweiten Seite des Wirkbereiches aus dem Wirkbereich herausbewegt.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Aufbau eines Fertigungssystems zur generativen Herstellung von Bauteilen, vorzugsweise von Betonbauteilen, insbesondere zur Durchführung eines Spritzverfahrens, vorzugsweise eines Spritzbetonverfahrens, zur generativen Herstellung von Bauteilen, vorzugsweise von Betonbauteilen, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines ersten Fertigungsmoduls mit einer Mischeinheit zur Erzeugung eines Kompositmaterials, insbesondere eines Betons, auf Basis von Materialkomponenten, vorzugsweise von Betonkomponenten, insbesondere durch Mischen einer ersten Materialkomponente, vorzugsweise einer ersten Betonkomponente, und einer zweiten Materialkomponente, vorzugsweise einer zweiten Betonkomponente, Bereitstellen eines zweiten Fertigungsmoduls mit einer ersten Handhabungseinheit zur generativen Herstellung eines Bauteils mit dem Kompositmaterial, vorzugsweise eines Betonbauteils mit dem Beton, insbesondere zur Herstellung eines Spritzbauteils, vorzugsweise eines Spritzbetonbauteils, und Koppeln des ersten Fertigungsmoduls und des zweiten Fertigungsmoduls derart, dass das in der Mischeinheit erzeugte Kompositmaterial, vorzugsweise der in der Mischeinheit erzeugte Beton, zu der ersten Handhabungseinheit verbringbar ist.

Insbesondere erfolgt das Koppeln des ersten Fertigungsmoduls und des zweiten Fertigungsmoduls derart, dass ein bei der Herstellung des Bauteils entstehendes Abwasser aus dem Ablaufkanal abführbar ist. Darüber hinaus kann das Koppeln derart erfolgen, dass Steuer- und/oder Druckluftleitungen verbunden werden.

Die Verfahren und ihre möglichen Fortbildungen weisen Merkmale bzw. Verfahrensschritte auf, die sie insbesondere dafür geeignet machen, für ein im Vorherigen beschriebenes Fertigungssystem und seine Fortbildungen verwendet zu werden.

Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails der weiteren Aspekte und ihrer möglichen Fortbildungen wird auch auf die zuvor erfolgte Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Fertigungssystems verwiesen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden exemplarisch anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:

Figur 1: eine schematische, dreidimensionale Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Fertigungssystems; Figur 2: eine transparente Ansicht des in Figur 1 gezeigten Fertigungssystems;

Figur 3: eine weitere schematische, dreidimensionale Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Fertigungssystems; Figur 4: eine schematische, zweidimensionale Seitenansicht des Fertigungssystems;

Figur 5: eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur generativen Herstellung eines Betonbauteils; und

Figur 6: eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Aufbau eines Fertigungssystems.

In den Figuren sind gleiche oder im Wesentlichen funktionsgleiche oder -ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt ein Fertigungssystem 1 mit einem ersten Fertigungsmodul 100, einem zweiten Fertigungsmodul 200 und einem dritten Fertigungsmodul 300, wobei zusätzlich ein Peripheriemodul 400 vorgesehen ist. Das erste Fertigungsmodul 100 weist ein erstes Versorgungsmodul 102 und ein in Figur 2 gezeigtes zweites Versorgungsmodul 104 auf, durch das eine Betonkomponente, insbesondere ein Granulat, in das erste Fertigungsmodul 100 hineinbringbar ist. Das zweite Fertigungsmodul 200 weist ein erstes Teilmodul 210, ein zweites Teilmodul 220 und ein drittes Teilmodul 230 auf. Die Teilmodule 210, 220, 230 sind vertikal ausfahrbar ausgebildet. Es handelt sich bei den Teilmodulen 210, 220, 230 jeweils um einen 20 Fuß-Container, die jeweils ein Hubsystem aufweisen, mit dem die Dächer und Seitenwände der Teilmodule 210, 220, 230 anhebbar sind.

Die Innenleben der drei Module 100, 200, 300 sind insbesondere in der Figur 2 gezeigt. Zur Herstellung des Betonbauteils mit dem Beton weist das zweite Fertigungsmodul 200 eine erste Handhabungseinheit 212 auf. Das erste Teilmodul 210 weist darüber hinaus ein Werkzeugwechselsystem 214 auf, in dem beispielsweise unterschiedliche Spritzdüsen für die Handhabungseinheit 212 gelagert werden können. Ferner weist das zweite Fertigungsmodul 200 eine zweite Handhabungseinheit 222 auf, die im zweiten Teilmodul 220 verödet ist. Das zwischen dem ersten Teilmodul 210 und dem zweien Teilmodul 220 angeordnete dritte Teilmodul 230 weist einen Drehtisch 232 auf. Auf dem Drehtisch 232 wird das Betonbauteil generativ erzeugt, insbesondere mittels eines Spritzbetonverfahrens.

Mittels des ersten Versorgungsmoduls 102 und des zweiten Versorgungsmoduls 104 kann eine Betonkomponente oder mehrere Betonkomponenten in das erste Fertigungsmodul 100 gelangen. Vorliegend sind diese Module 102, 104 als Gitter ausgebildet, über denen beispielsweise die Betonkomponente ausgekippt werden kann oder beispielsweise in Form eines Silos bereitgestellt werden kann. Von den Versorgungsmodulen 102, 104 kann die Betonkomponente zu einer Mischeinheit gelangen.

Darüber hinaus weist das Fertigungssystem 1 das dritte Fertigungsmodul 300 auf, das Beschickungseinheiten 302 und eine zweite Dosiereinheit 304 aufweist. Die Beschickungseinheiten 302 sind insbesondere zur Bevorratung von Zusatzmitteln, Zusatzstoffen und Bindemitteln für den zu erzeugenden Beton vorgesehen. Die mit den Beschickungseinheiten 302 gekoppelte zweite Dosiereinheit 304 kann ein Gewicht oder ein Volumen oder eine Menge des Zusatzmittels bzw. des Bindemittels messen und anforderungsgerecht der darunter liegenden Mischeinheit 106 zukommen lassen. In der Mischeinheit 106 werden diese Zusatzmittel und Bindemittel mit den über die Versorgungsmodule 102, 104 zugeführten Betonkomponenten, insbesondere Granulate, gemischt.

Das Fertigungssystem 1 umfasst ferner eine Peripherieeinheit 400. Die Peripherieeinheit 400 umfasst Einheiten zur Durchführung von Unterstützungsprozessen. Die Peripherieeinheit 400 kann beispielsweise ein Luftdruckaggregat zur Bereitstellung von Druckluft aufweisen. Darüber hinaus kann die Peripherieeinheit 400 eine Abwasserreinigungsanlage umfassen. Ferner kann es bevorzugt sein, dass die Peripherieeinheit 400 ein Stromaggregat aufweist, das angeordnet und ausgebildet ist, das Fertigungssystem mit elektrischem Strom zu versorgen. Dadurch kann das Fertigungssystem autonom betrieben werden und eignet sich in besonders vorteilhafter Weise zur baustellennahen Nutzung. Darüber hinaus kann die Peripherieeinheit 400 eine Bewehrungsbiegeeinheit umfassen, die angeordnet und ausgebildet ist, Bewehrungen, insbesondere Bewehrungsstäbe bauteilspezifisch zu formen.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des Fertigungssystems 1. Insbesondere unterscheidet sich das Fertigungssystem 1 zu dem im Vorherigen beschriebenen Fertigungssystem dadurch, dass die erste Handhabungseinheit 212 und die zweite Handhabungseinheit 222 jeweils auf einer Linearachse 214, 224 angeordnet sind. Durch diese Anordnung können sich die Handhabungseinheiten 212, 222 in Richtung der Linearachsen 214, 224 bewegen Dadurch wird der Bearbeitungsraum vergrößert, so dass größere Betonbauteile mit der ersten Handhabungseinheit 212 hergestellt werden können. Darüber hinaus ist anstatt des im Vorherigen beschriebenen Drehtisches 232 ein Lineartisch 234 vorgesehen. Der Lineartisch 234 kann in gleicher Richtung wie die Handhabungseinheiten 212, 222 bewegt werden. Somit können Bauteile in einfacher Weise in das Fertigungssystem 1 hineingefahren werden. Darüber hinaus können durch gezielte Bewegung des Lineartisches 234 noch größere Bauteile hergestellt werden.

In Figur 4 ist das Innere eines ersten Fertigungsmoduls 100 gezeigt. Durch die Versorgungsmodule 102, 104 kann eine Betonkomponente, insbesondere ein Gesteinsgranulat auf die Förderbänder 130, 132 gelangen. Mittels der Förderbänder 130, 132 wird die Betonkomponente in die Mischeinheit 106 befördert. Vertikal über der Mischeinheit 106 ist das dritte Fertigungsmodul 300 angeordnet, das die Beschickungseinheiten 302 aufweist. Mittels der Beschickungseinheiten 302 und der zweiten Dosiereinheit 304 werden gezielt weitere Betonkomponenten, insbesondere Bindemittel und Zusatzstoffe, in die Mischeinheit 106 verbracht. In der Mischeinheit 106 werden die unterschiedlichen Betonkomponenten in der Regel mit Wasser miteinander vermischt, so dass ein Beton erzeugt wird. Von der Mischeinheit 106 gelangt der Beton über einen Auswurftrichter 108 hin zu einer Pumpeinheit 110. An die Pumpeinheit 110 ist eine Fördereinheit 112 angeordnet, die das erste Fertigungsmodul 100 mit dem zweiten Fertigungsmodul 200 koppelt. Ferner weist das erste Fertigungsmodul 100 eine Reinigungsanlage 114 auf. Die Reinigungsanlage 114 ist mit Reinigungsdüsen 116 in der Mischeinheit 106 und mit Reinigungsdüsen 118 im Auswurftrichter 108 und der Pumpeinheit 110 gekoppelt. Diese sind ferner mit einer Frischwasserleitung 129 gekoppelt. Durch das aus den Reinigungsdüsen 116, 118 austretende Fluid, insbesondere Wasser, wird die Mischeinheit 106, der Auswurftrichter 108 und die Pumpeinheit 110 gereinigt. Insbesondere wenn im Wesentlichen kein zu verarbeitender Beton in diesen Einheiten enthalten ist, wird diese Reinigung eingesetzt. Das mit Reinigungspartikeln, insbesondere Betonrückständen, belastete Wasser wird über ein Schmutzwasserventil 120 und eine Schmutzwasserpumpe 122 entsorgt. Die Entsorgung erfolgt übereine Grauwasserleitung 126, die eine Wasseraufbereitung 124 passiert. Von der Wasseraufbereitung 124 gelangt das gereinigte Wasser über eine Weißwasserleitung 128 wieder zur Reinigungsanlage 114. Von der Reinigungsanlage 114 kann das Wasser wieder in den zuvor beschriebenen Reinigungskreislauf gelangen.

Figur 5 zeigt ein Verfahren zur generativen Herstellung eines Betonbauteils, insbesondere mit einem Spritzbetonverfahren. In Schritt 500 wird eine erste Betonkomponente und/oder eine zweite Betonkomponente bereitgestellt. Dieses Bereitstellen erfolgt insbesondere an einer Versorgungseinheit 102, 104 eines Fertigungssystems 1. Diese Versorgungseinheit 102, 104 des Fertigungssystems 1 kann beispielsweise durch ein, zwei oder mehrere Silos oder Sackaufnahmegeräte ausgebildet sein.

In Schritt 502 wird ein Beton durch Mischen der ersten Betonkomponente und der zweiten Betonkomponente erzeugt. Dieses Mischen erfolgt insbesondere in einer Mischeinheit 106 des Fertigungssystems 1. In Schritt 504 wird ein Betonbauteil generativ hergestellt mit dem zuvor erzeugten Beton. Dieses generative Herstellen des Betonbauteils erfolgt insbesondere mittels eines Spritzbetonverfahrens, insbesondere mit einer ersten Handhabungseinheit 212.

Die Schritte 500, 502, 504 können jeweils weitere Schritte umfassen bzw. weitere Schritte können zwischen, vor und/oder nach diesen Schritten erfolgen, die im Folgenden beschrieben werden. In Schritt 506 wird eine erste Betonkomponente und eine zweite Betonkomponente in einem bauteilspezifischen Mischungsverhältnis dosiert. In Schritt 508 wird daraufhin der Beton gerüttelt und/oder gepumpt von der Mischeinheit hin zu dem Handhabungssystem. In Schritt 510 wird das Betonbauteil nachgearbeitet, ein Bewehrungselement eingelegt und/oder Bauteilkomponenten eingelegt.

In Figur 6 ist ein Verfahren zum Aufbau eines Fertigungssystems 1 zur generativen Herstellung von Betonbauteilen, insbesondere zur Durchführung eines Spritzbetonverfahrens zur generativen Herstellung von Betonbauteilen, dargestellt. In Schritt 600 wird ein erstes Fertigungsmodul 100 mit einer Mischeinheit 106 zur Erzeugung eines Betons auf Basis von Betonkomponenten bereitgestellt. Das Erzeugen des Betons mit der Mischeinheit erfolgt insbesondere durch Mischen einer ersten Betonkomponente und einer zweiten Betonkomponente.

In Schritt 602 wird ein zweites Fertigungsmodul 200 mit einer ersten Handhabungseinheit 212 zur generativen Herstellung eines Betonbauteils mit dem Beton bereitgestellt. Insbesondere ist die erste Handhabungseinheit 212 angeordnet und ausgebildet, um ein Spritzbetonbauteil herzustellen.

In Schritt 604 wird das erste Fertigungsmodul 100 und das zweite Fertigungsmodul 200 miteinander gekoppelt, insbesondere derart, dass der in der Mischeinheit 106 erzeugte Beton zu der ersten Handhabungseinheit 212 verbringbar ist.

Das im Vorherigen beschriebene Fertigungssystem 1 hat den besonderen Vorteil, dass dieses mehrere Fertigungsmodule 100, 200, 300 umfasst, die derart eingerichtet sind, dass ein modularer Aufbau des Fertigungssystems 1 zu überraschend qualitativ hochwertigen Bauteilen führt. Dies wird insbesondere durch die geschickte Auswahl der Verteilung der in den Fertigungsmodulen 100, 200, 300 vorgesehenen Komponenten, insbesondere der Mischeinheit 106 und den Handhabungseinheiten 212, 224 ermöglicht.

Darüber hinaus ermöglicht das Fertigungssystem 1 die Vor-Ort-Mischung von Betonkomponentenmischungen, indem das Fertigungssystem 1 die Versorgungsmodule 102, 104 und die Beschickungseinheiten 302 mit der zweiten Dosiereinheit 304 aufweist, so dass mehrere Betonkomponenten bauteilspezifisch miteinander gemischt werden können und somit keine vorgefertigten Betonkomponentenmischungen erforderlich sind.

Das Fertigungssystem 1 ermöglicht ferner durch den Aufbau mit drei separaten Fertigungsmodulen 100, 200, 300 einen flexiblen Aufbau in einer Fertigungshalle, auf einer Baustelle oder in einem baustellennahen Bereich. Die in den Figuren gezeigte Anordnung kann durch Anpassung der Schnittstellen verändert werden, sodass das Fertigungssystem flexibel angepasst werden kann.

BEZUGSZEICHENLISTE

Fertigungssystem erstes Fertigungsmodul erstes Versorgungsmodul zweites Versorgungsmodul

Mischeinheit

Auswurftrichter

Pumpeinheit

Fördereinheit

Reinigungsanlage

Reinigungsdüsen

Reinigungsdüsen

Schmutzwasserventil

Schmutzwasserpumpe

Wasseraufbereitung

Grauwasserleitung

Weißwasserleitung

Frischwasserleitung erstes Förderband zweites Förderband zweites Fertigungsmodul erstes Teilmodul erste Handhabungseinheit

Werkzeugwechselsystem erste Linearachse zweites Teilmodul zweite Handhabungseinheit zweite Linearachse drittes Teilmodul

Drehtisch

Lineartisch drittes Fertigungsmodul Beschickungseinheiten zweite Dosiereinheit Peripheriemodul externer Drehtisch