Zuletzt aktualisiert am 15.05.2025
Brücken in die Zukunft: „Von der Modellierung bis zum 3D-Druck“
Bei dem Projekt handelt es sich um ein neues Projekt / eine wiederholte Einreichung
Ars Docendi Kategorie
Forschungsbezogene bzw. kunstgeleitete Lehre
Ars Docendi Kriterien
- Digitale Transformation
- Innovative Hochschuldidaktik
Gruppengröße
20-49
Anreißer (Teaser)
Innovation trifft auf Nachhaltigkeit in der Lehrveranstaltung "Von der Modellierung bis zum 3D-Druck" an der FH Campus Wien. Studierende entwerfen und bauen 3D-gedruckte Brücken aus Beton. Ein Projekt, das Bildung, Forschung und Praxis vereint, um die Zukunft des Bauens zu gestalten.
Kurzzusammenfassung des Projekts
Die Lehrveranstaltung 'Von der Modellierung bis zum 3D-Druck', angeboten im ersten Semester des Bachelorstudiengangs Bauingenieurwesen-Baumanagement an der FH Campus Wien, vermittelt Studierenden Einblicke in modernste digitale Bautechnologien. Hier entwerfen und fertigen die Teilnehmenden mithilfe der 3D-Drucktechnologie Brückenprototypen, wobei sowohl ihre Kreativität als auch ihr technisches Know-how gefordert wird.
Der Einsatz von PLA-Filamenten für erste Prototypen und deren anschließende Belastungstests bis zum Bruch dient der Förderung praktischer Fähigkeiten und Problemlösungskompetenz. Der leistungsstärkste und materialsparendste Entwurf wird schließlich in Beton umgesetzt. Ziel ist es, ein umfassendes Verständnis für Beton als Baustoff zu entwickeln und die Studierenden optimal auf zukünftige Herausforderungen in der Bauindustrie vorzubereiten.
Der Inhalt der Lehrveranstaltung legt einen besonderen Fokus auf nachhaltige Bauweisen und die Optimierung des Materialeinsatzes. Die Integration in das Forschungsprojekt 'C3PO – Concrete 3D Printed Objects' ermöglicht Einblicke in innovative Technologien und fördert das Bewusstsein für nachhaltige Entwicklungen in der Bauwirtschaft. Diese Lehrveranstaltung steht für eine gelungene Verknüpfung von Theorie, Forschung und praktischer Anwendung und motiviert Studierende, aktiv an der Gestaltung einer nachhaltigen Zukunft der Bauindustrie mitzuwirken.
Kurzzusammenfassung des Projekts in englischer Sprache
The lecture "From Modelling to 3D Printing", which is offered in the first semester of the Bachelor's degree program in Civil Engineering and Construction Management at FH Campus Wien, gives students an insight into the latest digital construction technologies. Participants design and produce bridge prototypes using 3D printing technology, demonstrating both their creativity and their technical know-how.
The use of PLA filaments for the first prototypes and the subsequent load testing until breakage promotes practical skills and problem-solving competence. The most efficient and material-saving design will ultimately be implemented in concrete. The aim is to develop a comprehensive understanding of concrete as a building material and to optimally prepare students for future challenges in the construction industry.
The content of the lecture places a special focus on sustainable construction methods and the optimization of material use. Participation in the research project "C3PO - Concrete 3D Printed Objects" provides insights into innovative technologies and promotes awareness of sustainable developments in the construction industry. The course represents a successful combination of theory, research and practical application and motivates students to play an active role in shaping a sustainable future for the construction industry.
Nähere Beschreibung des Projekts
Die Lehrveranstaltung „Von der Modellierung bis zum 3D-Druck“ zielt darauf ab, Studierende des Bauingenieurwesens mit den neuesten Technologien und Methoden der Digitalisierung im Bauwesen vertraut zu machen. Die Lehrveranstaltung wird an der FH Campus Wien im ersten Semester des Bachelorstudiengangs Bauingenieurwesen – Baumanagement als Wahlpflichtfach angeboten. Im Wintersemester 2023 haben 30 Studierende daran teilgenommen.
Ziele
Das Hauptziel der Lehrveranstaltung ist es, Studierenden des Bauingenieurwesens tiefgreifende Kenntnisse und praktische Erfahrungen mit den neuesten digitalen Bautechnologien zu vermitteln. Dies beinhaltet:
- Vertrautheit mit 3D-Drucktechnologien: Die Studierenden sollen die grundlegenden Prinzipien und Anwendungen des 3D-Drucks verstehen und wie diese Technologien die Bauindustrie revolutionieren können.
- Entwicklung von Konstruktions- und Ingenieurkompetenzen: Durch den Entwurf und die Realisierung von 3D-gedruckten Brückenmodellen erwerben die Studierenden wichtige Fähigkeiten in den Bereichen Design, Materialwissenschaft und Strukturintegrität.
- Förderung von Kreativität und Problemlösung: Die Herausforderung, die stärkste Brücke zu bauen, motiviert zu innovativem Denken und fördert die Entwicklung origineller Lösungsansätze.
- Nachhaltigkeit im Bauwesen: Ein tieferes Verständnis für den effizienten Einsatz von Materialien und Ressourcen soll dazu beitragen, den ökologischen Fußabdruck in der Bauindustrie zu reduzieren.
Methoden
- Schrittweiser Lehransatz: Beginnend mit dem Entwurf einfacher Objekte bis hin zur Entwicklung komplexer Strukturen wie Hohlkastenbrücken und optimalen Profilen für den Beton-3D-Druck
- Praktische Anwendung: Durch die Nutzung von PLA-Filamenten für erste Prototypen und die Durchführung von Belastungstests werden theoretische Konzepte in die Praxis umgesetzt.
- Interdisziplinäre Forschung: Die Einbindung in das von der Stadt Wien (MA23) finanzierte Forschungsprojekt „C3PO – Concrete 3D Printed Objects“ ermöglicht den Zugang zu fortschrittlichen Technologien und aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen.
Ergebnisse
- Erweiterte technische und praktische Kenntnisse: Die Studierenden erwerben umfassendes Wissen in den Bereichen 3D-Druck, Materialwissenschaft und Konstruktionsprinzipien (parametrisches Design).
- Innovative Lösungsansätze: Die erfolgreiche Entwicklung und das Testen von Brückenmodellen zeigen das Potenzial von Kreativität und innovativem Design im Ingenieurwesen.
- Beitrag zu nachhaltiger Bauweise: Durch den Fokus auf effiziente Konstruktionsmethoden und den optimalen Einsatz von Materialien leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Förderung nachhaltiger Praktiken in der Bauindustrie.
Diese Lehrveranstaltung an der FH Campus Wien ist eine Kombination aus Bildung, Forschung und praktischer Anwendung. Die Studierenden werden nicht nur auf die aktuellen Anforderungen im Bauingenieurwesen vorbereitet, sondern auch dazu inspiriert, die Zukunft des Bauens aktiv mitzugestalten. Denn für die Bauwirtschaft können additive Fertigungsverfahren von Bauelementen, beispielsweise konstruktiven Betonbauteilen, von hohem ökologischem und ökonomischem Nutzen im Hoch- und Ingenieurbau sein und komplett neue Möglichkeiten eröffnen.
Akzeptanz und Resonanz
Die Begeisterung der Studierenden war während des gesamten Projekts, vom Entwurf am Computer über die Belastungstests der 3D-gedruckten PLA-Brückenmodelle bis hin zum Drucken und Testen der Betonbrücke, durchweg hoch. Ihre aktive Teilnahme und das Interesse an jedem Schritt des Prozesses unterstreichen den Erfolg und die positive Aufnahme der Lehrveranstaltung.
Erstmals im Wintersemester 2023/24 als Wahlpflichtfach angeboten, hat diese Lehrveranstaltung als Teil des neuen Bauingenieurwesen-Baumanagement Curriculums Interesse bei den Studierenden hervorgerufen. Der hohe Grad an Beteiligung zeigt die Bereitschaft der Studierenden, sich mit innovativen Fertigungsverfahren auseinanderzusetzen.
Die Lehrveranstaltung zielt darauf ab, Studierenden den Zusammenhang zwischen Design und Stabilität am Beispiel des Brückenbaus zu vermitteln. Obwohl es noch zu früh ist, um definitive Schlussfolgerungen über den Einfluss des Wahlpflichtfaches auf die Studienleistung und das Fachverständnis der Studierenden zu ziehen, sind die Rückmeldungen vielversprechend. Die Lehrveranstaltung wird auch im kommenden Wintersemester angeboten.
Die frühzeitige Einbindung der Studierenden in praktische Projekte erleichtert nicht nur die Identifizierung ihres Potenzials als zukünftige wissenschaftliche Mitarbeiter, sondern fördert auch eine Kultur der Zusammenarbeit und des gemeinsamen Lernens. Diese Herangehensweise bereitet die Studierenden auf reale berufliche Herausforderungen vor und unterstützt die Entwicklung von Teamfähigkeit und interdisziplinärer Kompetenz.
Nutzen und Mehrwert
Die Lehrveranstaltung "Von der Modellierung bis zum 3D-Druck" repräsentiert einen paradigmatischen Wandel in der ingenieurwissenschaftlichen Ausbildung, indem es traditionelle Lehrmethoden durch einen integrativen und praxisorientierten Ansatz ergänzt. Durch den Einsatz von 3D-Drucktechnologien im Lehrplan führt das Projekt die Studierenden in fortschrittliche Fertigungsverfahren ein. Diese praxisnahe Erfahrung vermittelt nicht nur technisches Know-how, sondern fördert auch ein tiefgreifendes Verständnis für die Komplexität und die Möglichkeiten moderner Bauverfahren.
Das Projekt bietet den Studierenden die Freiheit, eigene Designideen zu entwickeln und umzusetzen. Diese Flexibilität unterstützt individuelle Lernwege und fördert ein selbstgesteuertes Lernen. Studierende können in ihrem eigenen Tempo experimentieren, iterieren und lernen, was die intrinsische Motivation und das Engagement erhöht.
Die Studierenden sind nicht nur passive Empfänger von Wissen, sondern aktive Teilnehmer im Lernprozess. Durch die direkte Beteiligung an der Planung, Konstruktion und Testung ihrer Modelle erleben sie unmittelbar die Auswirkungen ihrer Entscheidungen und lernen aus realen Erfahrungen. Diese aktive Beteiligung verstärkt das Verständnis für ingenieurtechnische Prinzipien und fördert zugleich die kritische Problemlösungskompetenz.
Indem das Projekt den Fokus auf nachhaltige Bauverfahren legt, sensibilisiert es die Studierenden für ökologische Herausforderungen in der Bauindustrie. Die Studierenden lernen, wie innovative Technologien wie der 3D-Druck dazu beitragen können, den Ressourcenverbrauch zu minimieren und effizientere, umweltfreundlichere Bauweisen zu entwickeln.
Übertragbarkeit und Langlebigkeit
Das Projekt läuft seit 2023
Das Wahlpflichtfach „Von der Modellierung bis zum 3D-Druck“ ist fest in das Curriculum des Bachelorstudiengangs Bauingenieurwesen – Baumanagement an der FH Campus Wien integriert. Diese Verankerung im Lehrplan unterstreicht das Engagement der FH Campus Wien für innovative Lehrmethoden und die praktische Anwendung moderner Technologien in der Bauindustrie.
Um die Relevanz und die didaktische Qualität des Lehrprojekts kontinuierlich zu erhöhen, ist vorgesehen, die Inhalte regelmäßig zu evaluieren und anzupassen. Dies umfasst auch die Möglichkeit, den Fokus von der Konstruktion einer Brücke auf andere Baukomponenten zu verschieben, was den Studierenden ermöglichen würde, ihre Kenntnisse auf unterschiedliche Bauformen und -materialien zu erweitern. Eine solche Flexibilität in der Themenwahl fördert nicht nur das Verständnis der Studierenden für die Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten des 3D-Drucks im Bauwesen, sondern ermutigt sie auch, kreativ und problemlösungsorientiert zu denken.
Langfristig ist es unser Ziel, das Wahlpflichtfach nicht nur als festen Bestandteil des Curriculums zu etablieren, sondern es auch als Modell für innovative und praxisnahe Lehre in der Bauingenieur-Ausbildung weiterzuentwickeln.
Institutionelle Unterstützung
Das Wahlpflichtfach „Von der Modellierung bis zum 3D-Druck“ wird durch die FH Campus Wien in vielfältiger Weise unterstützt. Es werden nicht nur die notwendigen Räumlichkeiten für die Durchführung der Lehrveranstaltung zur Verfügung gestellt, sondern auch Zugang zu den fortschrittlichen Einrichtungen des Forschungsprojekts „C3PO – Concrete 3D Printed Objects“ ermöglicht. Diese umfassen insbesondere den Einsatz von hochmodernen Robotern für den 3D-Druck, die es den Studierenden ermöglichen, praktische Erfahrungen mit den neuesten Technologien im Bereich des digitalen Bauens zu sammeln. Darüber hinaus profitiert das Projekt von der engen Zusammenarbeit mit dem Forschungsteam des C3PO-Projekts. Diese Synergie fördert den Wissensaustausch zwischen Studierenden und Forschenden. Die Bereitstellung dieser Ressourcen unterstreicht das Engagement der FH Campus Wien für die Förderung von Innovation und Nachhaltigkeit in der Ausbildung von Bauingenieurinnen und Bauingenieuren.
Das Wahlpflichtfach „Von der Modellierung bis zum 3D-Druck“ ist mit dem hochschulinternen Qualitätsmanagement der FH Campus Wien verbunden. Durch Evaluierung der Lehrveranstaltung und Feedback der teilnehmenden Studierenden wird sichergestellt, dass der Inhalt und die Darbietung des Lehrinhalts kontinuierlich an die Bedürfnisse der Studierenden und die Anforderungen des Fachbereichs angepasst wird.
