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ADVANTIC

Innovative Köpfe fertigen Baustoffe aus Verbundmaterialien für Bauvorhaben in schwieriger Umgebung

Die Fertigung der Zukunft

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Verstärkte Dachkonstruktion auf dem Gebäude der Minengesellschaft Kalgoorlie Consolidated Gold Mines im australischen Outback. Mit freundlicher Genehmigung von Advantic.

Fortschrittliche Baustoffe schaffen neue Möglichkeiten für Architekten und Ingenieure

Rost, Korrosion und Witterungseinflüsse machen alternden Konstruktionen aus Stahl und Beton häufig zu schaffen. Doch die Zeiten haben sich geändert, und die Materialien sind besser geworden. Advantic aus Dayton, Ohio entwickelt und fertigt innovative Polymer-Verbundmaterialien als leistungsfähige Alternativen zum üblichen Stahl und Beton – und revolutioniert die Baubranche mit leichteren, widerstandsfähigeren Materialien, durch die Gebäude extremen Umgebungsbedingungen besser standhalten.

Technologie aus der Luft- und Raumfahrt übertragen auf Baustoffe

Advantic ist ein Startup-Unternehmen, das auf hochentwickelte Materialien für die Baubranche spezialisiert ist. Das Unternehmen fertigt individuell zusammengestellte Verbundmaterialien, die Ingenieuren und Architekten neue Möglichkeiten im Umgang mit komplexen Umgebungsbedingungen eröffnen. „Wir bieten dem Kunden eine einfache Lösung, wenn es so etwas im Baugewerbe überhaupt gibt“, erklärt Brad Doudican, der Präsident von Advantic. „Wenn Verbundwerkstoffe die richtige Lösung für ein Problem sind, finden wir das passende Material dazu.“

Verbundwerkstoffe bringen zwei unterschiedliche Materialien zusammen und schaffen daraus eine leichtere oder beständigere Alternative. „Wir nutzen Materialien aus der Luft- und Raumfahrtindustrie, hauptsächlich Glasfaser und verschiedene Kunstharze, und übertragen sie in den zivilen Bereich und in das Bauwesen“, erklärt Jeff Nielsen, Vice President of Operations bei Advantic.

Lokale Vorfertigung am Hauptsitz von Advantic in Dayton, Ohio. Mit freundlicher Genehmigung von Advantic.

Jedes Projekt von Advantic ist anders und erfordert eine enge Zusammenarbeit mit dem Kunden – von der vorläufigen Budgetierung über die technische Entwicklung und Materialauswahl bis hin zur Beratung in der Bauphase und bei der Montage. Die Bauteile, die ohne Schweißverbindungen lediglich verschraubt werden, fertigt Advantic selbst. „In der Regel haben wir dann eine Art Bausatz, den wir an den Kunden liefern“, so Doudican. „Ein kompletter Satz von Bauteilen, bis hin zu Schrauben und Muttern, wird verpackt und mit dem LKW auf die Baustelle geliefert.“

Die Vorteile von Verbundwerkstoffen für das Bauwesen

Das erste große Projekt schloss Advantic 2013 ab, als in der U-Bahn von New York City gegossene Polymer-Verbundwerkstoffe eingesetzt wurden, um die neuen Brandschutzanforderungen für das Lüftungssystem zu erfüllen. Das neue Material ist 75 Prozent leichter als Beton, hat aber die gleiche Druckfestigkeit, rostet nicht und ist viel durchlässiger für Funkwellen, was für die Wartungsanforderungen bei diesem Projekt von entscheidender Bedeutung ist.

Das nächst Projekt von Advantic war ein noch schwierigeres Unterfangen: die Verstärkung eines rostenden Dachaufbaus über den Kalgoorlie Consolidated Gold Mines im lebensfeindlichen australischen Outback. Und die größte Herausforderung dabei: Das Team hatte nur zehn Tage Zeit.

Die Lösung von Advantic für die Kalgoorlie-Minengesellschaft war eine statische Kunststoffummantelung – so leicht, dass sie per Luftfracht von Ohio nach Australien verschickt werden konnte. Rechts: Nahaufnahme der eingebauten Kunststoffummantelung. Mit freundlicher Genehmigung von Advantic.

Die Newmont Mining Corporation hatte jahrelang nach einer Lösung für Kalgoorlie gesucht und hatte nur noch wenig Zeit, um die drohende Schließung abzuwenden. Zeit- und kostenintensive konventionelle Verstärkungslösungen mit hohem Personaleinsatz waren ein großes Hindernis. Als Advantic dieses Projekt angeboten wurde, sagte das Unternehmen sofort zu.

„Wir spielten einige erste Entwürfe mit ihnen durch und zeigten ihnen, wie die leichten, aber unglaublich starken Verbundwerkstoffe in Verbindung mit unseren eigenen Konstruktionsmöglichkeiten genutzt werden könnten, um die besonderen statischen Probleme in den Griff zu bekommen“, erzählt Doudican. „Das Ergebnis war eine Reihe von Produkten zur Verstärkung der primären Tragwerkselemente. Wir produzierten sie hier in den USA, und sie waren so leicht, dass die Luftfracht nach Australien sogar wirtschaftlich war.“

Innerhalb von nur neuneinhalb Tagen konnte diese Lösung aus insgesamt 700 Teilen mit Hilfe einer Hebebühne problemlos von Zweierteams eingebaut werden. Die Frist wurde eingehalten und Newmont sparte rund 6 Millionen australische Dollar. Die Bewährungsprobe kam nach wenigen Monaten in Form einer E-Mail mit dem ominösen Betreff: „Schwerer Sturm in Kalgoorlie.“ Eine starke Sturmzelle hatte den Weg ins Outback gefunden und mehrere Gebäude in der Gemeinde beschädigt. Ein Bild im Anhang zeigte, wie das von Advantic verstärkte Bauwerk dem Sturm trotzte. „Hallo, Glückwunsch, Feuerprobe bestanden,“ hieß es weiter in der E-Mail.

Eine weitere Bewährungsprobe für die Materialien von Advantic war die Anfrage des Zoos von Cleveland, der sein Gorillagehege umgestalten wollte. Um den Zoo bei der Eingliederung eines neuen Gorillas zu unterstützten und für alle Tiere mehr Platz zu schaffen, entwarf Advantic einen erhöhten Laufgang, von dem aus die Gorillas ihr Reich rundum im Blick haben. In diesem Fall entschied man sich für Träger aus Verbundwerkstoff anstelle von Stahl, um die Gorillas und die benachbarten Tiere möglichst wenig zu stören.

Von dem von Advantic entworfenen Laufgang aus überblicken die Gorillas im Zoo von Cleveland ihr ganzes Gehege. Mit freundlicher Genehmigung von Advantic.

„Beim Stahlbau entstehen durch das Schweißen giftige Gase, der Einbau ist laut und störend, und die Umgebung wird allgemein stärker mit Schadstoffen belastet“, sagt Luke Sideras, CAD-Techniker bei Advantic. „Wir konnten alle Träger in unserem Lager zuschneiden und vorbohren, bevor wir sie zum Zoo brachten. Dadurch wurde die Ausfallzeit, während der die Gorillas aus dem Gehege genommen werden mussten, erheblich verkürzt und der Stress für die Tiere reduziert. Die Arbeit an diesem Projekt hat wirklich Spaß gemacht und war für alle Beteiligten ein großer Erfolg.“

Wachsende Begeisterung für hochentwickelte Materialien

Dank Erfolgen wie diesen kann Advantic sich zunehmend im Baugewerbe etablieren, das häufig so sehr in althergebrachten Methoden und Materialien verhaftet ist, dass es neue Technologien nur langsam annimmt. Doudican räumt ein, dass neue Materialien ein Risiko für Eigentümer, Bauunternehmen und Ingenieure darstellen und seine Mitarbeiter erst Vertrauen aufbauen müssen, damit die Kunden bereit sind, dieses Risiko einzugehen. Mit Autodesk Fusion 360 arbeiten bei Advantic die Außendienstmitarbeiter vor Ort mit den Kollegen in der Zentrale in Ohio zusammen, wobei alle Änderungen in Echtzeit dargestellt werden. „Damit können wir die Projektumsetzung optimieren“, sagt Doudican. „Letztlich gewinnen wir damit das Vertrauen unserer Kunden, und das ist unser höchstes Ziel.“

Erfahren Sie, wie Advantic mit Fusion 360 Verbundmaterialien entwickelt. Video ansehen (2:03 Min.)

Advantic schafft auch Vertrauen durch die weitaus größere Stärke und Leistungsfähigkeit seiner Verbundwerkstoffe im Vergleich mit herkömmlichen Materialien. „Wir können Profile mit der gleichen Stärke wie Betonwerkstoffe herstellen, aber unsere Profile sind 50, 60 oder 75 Prozent leichter“, so Doudican. "Ein superleichter Beton ist eine echte Chance im Baugewerbe, weil nicht das Material selbst, sondern der Transport und der sichere Einbau einen Großteil der Baukosten ausmachen.“

Gusspolymere sind die leichtesten Betonalternativen von Advantic. Sie können häufig ohne teure und gefährliche Gerätschaften wie Kräne usw. bewegt werden. Advantic entwickelt auch eigene Polymerbetonmischungen, die schwerer sind als die gegossenen Polymere, um Versorgungsschächte und -gräben auszukleiden, da sie nicht anfällig für basische Korrosion sind und keine Probleme mit der Durchlässigkeit haben. “Als Alternativen zu Stahl und Beton bieten diese Verbundwerkstoffe Architekten und Ingenieuren wirklich eine breitere Palette an Möglichkeiten“, sagt Nielsen.

Doudican stimmt zu und ergänzt, dass Baufirmen trotzdem oft Vorbehalte haben, wenn sie das erste Mal mit den Materialien von Advantic zu tun haben. „Aber wenn ein Stahlbauer Ihnen das erste Mal sagt „Mensch, das Material ist unglaublich – wir haben es einfach auf der Schulter getragen!“ oder „Wir haben das drei, fünf oder zehn Mal schneller aufgebaut als mit herkömmlichen Materialien“, dann wissen Sie, dass Sie auf dem richtigen Weg sind“, erklärt er.

Dieser Weg ist gepflastert mit der Begeisterung für neue Materialien, und das ist in dieser traditionellen Branche schon etwas ganz Besonderes. „Was uns bei der Veränderung des Baugewerbes durch die Einführung von Verbundwerksstoffen wirklich Spaß gemacht hat, war zu sehen, wie schnell die Menschen das begreifen – Menschen, die an konventionelle Materialien wie Stahl, Beton, Mauerwerk und Holz gewöhnt sind“, so Nielsen. „Es ist spannend, dass Andere den Wert in kürzester Zeit erkennen.“

 

Eine frühere Version dieses Artikels wurde auf Redshift (Englisch) veröffentlicht.

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