About AMC TRR 277 – Additive Manufacturing in Construction
The Opportunity for Large Impact
The Collaborative Research Centre TRR 277 “Additive Manufacturing in Construction” (AMC) investigates how 3D printing can be applied as a technology in construction. The goal is to develop new construction methods that are faster, more cost-effective, and more sustainable. This includes printing components from concrete, metal, or clay, as well as the development of new materials, processes, and design freedom.
The research centre brings together scientists from civil engineering, mechanical engineering, architecture, and materials science to explore innovative methods that could revolutionize the construction industry. The aim is to use less material and simplify the production of complex structures.
In simple terms: AMC is working to make the construction of buildings and infrastructure more efficient, sustainable, and future-oriented through the use of 3D printing.
AMC is a funded by the German Research Foundation (DFG) for 12 years, started in 2020 and it is based at the Technische Universität Braunschweig and the Technical University of Munich. Around 100 scientists are conducting research on various aspects of 3D printing in construction.
The work programme of TRR 277 is guided by two fundamentally new research approaches:
1. Combinations of materials and processes.
As a central topic of the research program, material and process coordination are considered as inseparable units in additive manufacturing. In project area A, innovative material and process combinations for Additive Manufacturing will be researched and brought to a new logic of form. All A-projects follow a novel integrative approach, investigating structural design, material behaviour and manufacturing processes as inseparable components within an interdisciplinary framework. For this it is essential to open up the material- and process combinations from the outset and not to restrict them to individual materials and/or processes. The project area B aims to ensure robustness and full automation of additive manufacturing processes by providing feedback and numerical simulation capabilities to the A projects.
2. The seamless digitalisation in the building industry.
End-to-end digitization is of crucial importance for the successful introduction of additive manufacturing in the construction industry. Focus Area C “Design and Construction” is therefore researching the digital interfaces to the upstream planning processes as well as the downstream processes of construction from the very beginning. The interaction between digital models and physical objects forms the methodological link of TRR 277 and is the basis for the networking between project areas A, B and C. The networking across the project areas is realized by the continuous production of large scale demonstrators and their digital twins.
The TU Braunschweig and the TU Munich share many years of experience in interdisciplinary and cross-location research on additive manufacturing in the construction industry. The excellent research infrastructure available at both universities and the complementary expertise form the basis for the research program and promote the strategic development of both universities. TRR 277 promises a high degree of national and international visibility and, together with other national research initiatives, aims to make an important contribution to the digitalization of the construction industry.
Die Chance auf große Wirkung
Der Sonderforschungbereich TRR 277 „Additive Fertigung im Bauwesen“ (AMC) untersucht, wie der 3D-Druck als Technologie im Bauwesen angewendet werden kann. Ziel ist es, neue Bauweisen zu entwickeln, die schneller, kostengünstiger und nachhaltiger sind. Dazu gehört das Drucken von Bauteilen aus Beton, Metall oder Lehm sowie die Entwicklung neuer Materialien, Prozesse und gestalterischer Freiheiten.
Der Sonderforschungsbereich vereint Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Bauingenieurwesen, Maschinenbau, der Architektur und Materialwissenschaft, um innovative Methoden zu erforschen, die die Bauindustrie revolutionieren können. Ziel ist es, weniger Material zu verbrauchen und die Herstellung komplexer Strukturen zu vereinfachen.
Einfach gesagt: AMC arbeitet daran, den Bau von Gebäuden und Infrastruktur durch den Einsatz von 3D-Druck effizienter, nachhaltiger und zukunftsorientierter zu gestalten.
AMC wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für insgesamt 12 Jahre gefördert, startete im Jahr 2020 und hat seinen Sitz an der Technischen Universität Braunschweig und der Technischen Universität München. Rund 100 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschen zu verschiedenen Aspekten des 3D-Drucks im Bauwesen.
Das Arbeitsprogramm des AMC/TRR 277 wird von zwei grundlegend neuen Forschungsansätzen geleitet:
1. Material- und Prozesskombinationen.
Als zentrales Thema des Forschungsprogramms werden Material- und Prozessabstimmung als untrennbare Einheiten bei der Additiven Fertigung betrachtet. Alle A-Projekte verfolgen daher den Ansatz, Strukturdesign, Materialverhalten und Fertigungsprozesse integrativ zu erforschen. Im zentralen Projektbereich A „Materials and Processes“ sind die Material- und Verfahrenskombinationen von Beginn an offen angelegt und nicht auf einzelne Materialien und/oder Verfahren beschränkt. Der Projektbereich B “Modelling and Control” stellt durch die konsequente Rückkopplung der A-Projekte mit numerischen Simulationen und Prozesssteuerungsstrategien die Robustheit und Automatisierung der Additiven Fertigungsprozesse sicher.
2. Die durchgängige Digitalisierung im Bauwesen.
Die durchgängige Digitalisierung ist von entscheidender Bedeutung für die erfolgreiche Einführung der Additiven Fertigung im Bauwesen. Projektbereich C „Design and Construction“ erforscht daher von Anfang an die digitalen Schnittstellen zu den vorlaufenden Planungsprozessen sowie den nachlaufenden Prozessen der Bauausführung. Die Interaktion zwischen digitalen Modellen und physischen Objekten bildet die methodische Verbindung des TRR 277 und ist Grundlage für die Vernetzung zwischen den Projektbereichen A, B und C. Die Vernetzung über die Projektbereiche hinweg wird durch die kontinuierliche Herstellung großformatiger Demonstratoren und ihre digitalen Zwillinge realisiert.
Die TU Braunschweig und die TU München verfügen über langjährige Erfahrungen in der interdisziplinären und standortübergreifenden Forschung zur Additiven Fertigung im Bauwesen. Die an beiden Universitäten vorhandene exzellente Forschungsinfrastruktur und die sich ergänzenden Expertisen bilden die Grundlage für den Forschungsverbund und fördern die strategische Entwicklung beider Universitäten. Der TRR 277 verspricht ein hohes Maß an nationaler und internationaler Sichtbarkeit und will gemeinsam mit anderen nationalen Forschungsinitiativen einen wichtigen Beitrag zur Digitalisierung der Bauindustrie leisten.
