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EINLEITUNG
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1.6 Modulare Kunststoff-Fassade aus vorgefertigten Sandwichelementen.
1.7 Markthalle, Argenteuil bei Paris, S. du Château, 1967. Die Kuppel mit einem Durchmesser von 30 m besteht aus 30 vorgefertigten 6 mm dünnen GFK-Schalenelementen, die auf eine tragende Stahlrohrkonstruktion montiert wurden. 1.8 Pavillon „Les échanges“, Expo Lausanne, H. Hossdorf, 1964. Eine modulare überdachung aus GFK-Hypar-Flächen, die auf Stahlrahmen geklebt und vorgespannt wurden.
1.6
Materialeigenschaften Von kunststoffen
1.7
Kunststoffe bilden eine Werkstoffgruppe, deren weites Spektrum an Eigenschaften sie für eine Vielzahl von Einsatzgebieten prädestiniert. Es werden vier Kategorien von Kunststoffen unterschieden: Elastomere und Duromere besitzen eine vernetzte, Thermoplaste eine unvernetzte Molekülstruktur. Thermoplastische Elastomere (TPE) entstehen aus der Kombination von thermoplastischen und elastomeren Komponenten und weisen Charakteristika beider Gruppen auf. in Abhängigkeit vom Vernetzungsgrad unterscheiden sich Kunststoffe hinsichtlich Festigkeit, Steifigkeit, thermischer und chemischer Beständigkeit. Die Kennwerte einzelner Kunststoffe sind in der Regel sehr spezifisch. Nichtsdestotrotz gibt es eine Reihe
1.8
von Eigenschaften, die Kunststoffe allgemein charakterisieren. Sie sollen, sofern architekturrelevant, nachfolgend kurz beschrieben werden.
ForMBArKEiT unD BAuTEiLHErSTELLunG Eine herausragende Eigenschaft von vielen Kunststoffen ist die freie Formbarkeit, die sie für den Einsatz bei Bauteilen mit komplexer Geometrie prädestiniert. Die umsetzung individueller Sonderformen, wie sie in der Architektur nicht selten konzipiert werden, kann aber hohe Kosten nach sich ziehen. Prototypen aus duro2.1
meren faser verstärkten Kunststoffen können in Abmessungen von bis zu mehreren Metern in Handarbeit erstellt werden, was jedoch vergleichsweise arbeitsintensiv und entsprechend teuer ist. Eine reihe von thermoplastischen Werkstoffen lassen
2.2
sich mithilfe von rapid-Prototyping-Verfahren ohne aufwendige Herstellung eines Formwerkzeugs verarbeiten. Grundlage für die Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils ist ein digitales Modell. CnC-gesteuerte Herstellungsverfahren sind bei-
Werkstoffs ist vor allem im Hinblick auf den Transport von Vorteil. Die vergleichs-
spielsweise Drucken oder Fräsen. Diese Verfahren sind in der regel nur für Bauteile
weise hohen investitionskosten im Bereich der Fertigung müssen durch den Absatz
mit begrenzten Abmessungen anwendbar.
großer Stückzahlen kompensiert werden. Weiterhin spielen in der Bauwerkserhaltung seit geraumer zeit die kohlefaserverstärkten Kunststoffe zur Ertüchtigung von Betonkonstruktionen eine große rolle. Erstaunlich ist die immer wieder anzutreffende Einstufung von Kunststoffen als
Elastomere und Thermoplaste sind auch für eine Herstellung von geometrisch hochdifferenzierten Bauteilen mit industriellen Verfahren in hohen Stückzahlen geeignet. Eine Vorfertigung von Bauteilen hat bei Anwendungen im Bauwesen große Vorteile, weil witterungsunabhängig gefertigt und montiert werden kann. Erzeugung
minderwertiges Ersatzmaterial. Tatsächlich handelt es sich bei Kunststoffen um
des Werkstoffs und Formgebung des Bauteils erfolgen bei Kunststoffen häufig in
Hightechprodukte. Eine adäquate Wahrnehmung der Kunststoffe ist aber Voraus-
einem Arbeitsgang. Die Möglichkeit der Konfektionierung erlaubt die Herstellung
setzung für die nutzung ihrer vielfältigen hervorragenden Eigenschaften und die
von Werkstoffen, die den auf sie einwirkenden Belastungen angepasst werden kön-
Entstehung einer neuen Kunststoffarchitektur. Von großer Bedeutung ist dabei auch
nen, beispielsweise durch die gezielte Anordnung von Verstärkungsfasern in einer
die Frage nach materialgerechten Konstruktionsformen. in diesem Punkt besteht
Kunststoffmatrix. Eigenschaften wie beispielsweise Festigkeit oder Steifigkeit kön-
noch Entwicklungsbedarf.
nen so gezielt optimiert werden.