HTWK Leipzig ǀ EIT/EBIT - Institut für Elektronik und Biomedizinische Informationstechnik ǀ TimberWallDesAIgn

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Ressourceneffizienter Holzbau mittels automatisiert herstellbarer, monomaterieller Wandelemente auf Basis einer durchgängig digitalen Planungs- und Fertigungsmethodik

Projektlaufzeit: 03/2024 – 07/2026

Das vorliegende Forschungsprojekt behandelt innovativen, ressourceneffizienten Holzbau in Form von automatisiert herstellbaren, monomateriellen Wandelementen. Diese werden auf Basis einer durchgängig digitalen Planungs- und Fertigungsmethodik im Sinne lastaffiner Geometrieanordnung auf individuelle Anforderungen ausgerichtet und konstruiert. Das Projekt verbindet damit innovative Verfahren im Holzbau mit modernen Technologien des maschinellen Lernens (ML). Ziel des Forschungsprojektes ist es, die bisher vorherrschenden manuellen iterativen Berechnungsvorgänge bei der Konzeption individueller Holztafeln durch ein ML-gestütztes Planungstool zu ersetzen. Das Vorhaben wird am Beispiel des Interlocking Dowel Systems (IDS) erprobt, einer innovativen, monomateriellen Wandbauweise, bei der lastabtragende, flächige Elemente aus Holzwerkstoffplatten mithilfe winklig verschränkt ausgerichteter Holz-Stab-Dübel ohne zusätzliche metallische Verbindungsmittel gefügt werden.

Im Projekt werden Lösungsansätze entwickelt, um ML zur Inferenz von geeigneten Teillösungen zu verwenden und diese zu gewünschten lastaffinen Strukturen zusammenzusetzen. Dabei müssen die ML-basierten Verfahren in geeigneter Weise mit CAD-Software und parametrische Geometriemodellen interagieren. Die zu realisierenden automatisch zusammengesetzten Bauteilgeometrien sollen dabei jeweils den Anforderungen eines möglichst geringen Materialeinsatzes erfolgen und dabei geforderten mechanischen Belastungen widerstehen können. Die im Rahmen der Projektarbeiten zu realisierenden Bauteile werden mithilfe robotischer Fertigungseinheiten des Holzbau-Forschungszentrums umgesetzt.