3D-Druck im Bauwesen: Was sind die Vorteile?

Entsteht ein Gebäude im 3D-Druck, werden Materialschichten aus Zement, Kunststoff oder anderem Material übereinander geklebt, um eine komplexe Struktur zu erschaffen. Derzeit ist der 3D-Druck im Bauwesen noch eine Randerscheinung. Trotzdem stellt die Technologie eine aufregende und möglicherweise tiefgreifende Veränderung in der modernen Bauweise dar. In diesem Artikel beantworten wir die wichtigsten Fragen: Was ist 3D-Druck im Bauwesen, wo liegt das Potenzial und werden auch Sie bald an 3D-Druckprojekten im Bau teilnehmen?

Der 3D-Druck im Bauwesen ist eine Technologie mit Potenzial

Was ist 3D-Druck im Bauwesen?

Beim 3D-Druck im Bauwesen wird zwischen zwei Anwendungsarten unterschieden. Der Begriff beschreibt entweder die Verwendung von an Roboterarmen befestigten 3D-Druckern, die auf einer Baustelle ein Gebäude errichten. Oder der Begriff bezieht sich auf die Verwendung von Druckern in einer Fabrik, die dort Komponenten eines Bauprojekts erstellen, welche später vor Ort zusammengebaut werden.

Der 3D-Druck ist als Konzept nicht neu – er wurde erstmals in den 1980er Jahren entwickelt. Die Technologie erlangte jedoch erst im letzten Jahrzehnt eine ausreichende Reife und Kosteneffizienz, die sie für eine breitere Masse an Anwendern interessant machten.

3D-Drucker im Baugewerbe sind dem Tintenstrahldrucker im Büro nicht unähnlich. Ein Softwareprogramm füttert den Drucker mit Informationen über die Abmessungen des Endprodukts. Anschließend injiziert der Drucker Material gemäß diesem Plan auf eine Oberfläche. 3D-Drucker verwenden häufig flüssige Metalle, Kunststoffe, Zement und eine Vielzahl anderer Materialien, die dann abkühlen oder trocknen, um eine Struktur zu bilden. Für den 3D-Druck im Bauwesen teilt ein CAD- oder BIM-Programm dem 3D-Drucker mit, was er drucken muss.

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Drei innovative Beispiel für 3D gedruckte Gebäude

Bisher wurden nur wenige Gebäude im 3D-Druck produziert. Jedoch bilden Sie für den Bausektor ein wichtiges Anschauungsmaterial, um Prozesse weiter zu verbessern. Hier sind drei der vielversprechendsten Beispiele von 3D gedruckten Gebäuden:

Bürogebäude in Dubai, Vereinigte Arabische Emirate

Im Dezember 2019 gab die 3D-Druckroboterfirma Apis Cor bekannt, dass sie das weltweit größte einzelne 3D gedruckte Gebäude fertiggestellt hat. Das in den Vereinigten Arabischen Emirate erbaute Bürogebäude ist 9,5 Meter hoch und hat eine Grundfläche von 640 m2. Der 3D-Drucker von Apis Cor wurde von einem Kran auf dem Gelände bewegt, als er verschiedene Teile der Struktur baute.

Office of the Future, Vereinigte Arabische Emirate

Das Office of the Future ist ein weiteres beeindruckendes 3D-gedrucktes Gebäude in den Vereinigten Arabischen Emiraten. Es ist eine einzigartige Struktur, in der derzeit (passenderweise) die Future Foundation des Emirats untergebracht ist. Für dieses Gebäude wurde der Druck selbst außerhalb des Standorts durchgeführt, wobei alle Teile in 17 Tagen gedruckt wurden. Die Arbeiter installierten das gesamte Gebäude in nur 48 Stunden.

3D gedruckte Häuser von WinSun, China

Die chinesische 3D-Druckerei WinSun verwendet ebenfalls 3D-Drucker in Fabriken, um Häuser im 3D-Druck zu bauen. Die Firma hat verschiedene Wohndesigns entworfen, darunter einen kleinen Wohnblock. Bauunternehmen können die Teile schnell und kostengünstig drucken, bevor sie vor Ort installiert werden. Laut Unternehmen kostet der Druck eines ihrer fünfstöckigen Wohnblöcke aus dem 3D-Druck nur rund 160.000 Dollar.

3D-Drucker besser am Bau oder in der Fabrikshalle?

Worin bestehen die Vorteile des 3D-Drucks im Bauwesen?

Befürworter von 3d gedruckten Gebäuden weisen auf mehrere Vorteile dieser Technologie hin:

3D-Druck im Bauwesen reduziert Abfall drastisch

Weltweit wird fast ein Drittel des anfallenden Abfalls von der Bauindustrie erzeugt. Während ein großer Teil davon aus dem Abriss stammt, sind Baustellen in der Regel ebenfalls verschwenderisch. Es ist üblich, mehr Materialien als benötigt zu bestellen, was teuer und ineffizient ist. Im Gegensatz dazu kann der 3D-Druck den Abfall auf nahezu Null reduzieren. Ein 3D-Drucker verwendet nur das zum Drucken der Struktur erforderliche Material. Dies könnte zu enormen Einsparungen führen.

Gebäude im 3D-Druck entstehen schneller und billiger

Ein 3D-Drucker kann 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche arbeiten. Dies bedeutet, dass Bauprojekte potenziell viel schneller abgeschlossen werden können was nicht nur Zeit, sondern auch Kosten spart.

3D-Druck ermöglicht ungewöhnliche Designs

Eine der attraktivsten Eigenschaften von 3D-Druckern ist ihre Fähigkeit, komplexe und ungewöhnliche Designs zu erstellen. Da 3D-Drucker Material in Schichten auftragen, können sie so programmiert werden, dass ungewöhnliche Formen entstehen, die mit herkömmlichen Techniken viel schwieriger oder nicht zu erreichen sind.

Welche Hürden bestehen für den 3D-Druck im Bauwesen?

Während 3D-Druck sicherlich ein ansprechendes Konzept ist, ist es auch wichtig, hinter den „Hype“ zu blicken. Skeptiker weisen darauf hin, dass die Technologie mehrere Einschränkungen aufweist:

3D-Druck im Bauwesen ist noch teuer

Noch ist der 3D-Druck am Bau in den Kinderschuhen, was auch an den hohen Kosten liegt. Die meisten Baufirmen arbeiten mit relativ geringen Gewinnspannen. Für viele Unternehmen kommt eine Investition in neue Technologien wie 3D-Drucker somit nicht in Frage.

Werden Kunden 3D gedruckte Häuser akzeptieren?

3D-gedruckte Häuser sind oft beeindruckend anzusehen. Aber würden die meisten Menschen wirklich in ihnen leben oder arbeiten wollen? Es wird wahrscheinlich noch dauern, bis diese „neue“ Art von Gebäuden auf breiter Basis akzeptiert wird. Das zeigen nicht zuletzt die Beispiele der Fertigteilhäuser oder des Modulbaus, die sich lange nicht am Markt durchsetzen konnten.

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Schwierigkeiten bei der Integration mit anderen Komponenten

3D-Drucker können einzigartige und interessante Designs erzeugen, sofern dafür ein bestimmtes Material verwendet wird. Soll ein Gebäude jedoch aus verschiedenen Materialien bestehen oder Elemente beinhalten, die im 3D-Druck nicht erzeugt werden können, stößt die Technologie an ihre Grenzen.

3D-Druck am Bau: Fazit

Welche Zukunft haben 3D gedruckte Gebäude? Es gibt inzwischen genügend Beispiele aus der Praxis, die beweisen, dass der 3D-Druck im Bausektor eine Option darstellt, sofern die Voraussetzungen dafür passen. Somit ist es wahrscheinlich, dass die Technologie in den kommenden Jahren immer häufiger in der Branche zum Einsatz kommen wird. Es bleibt jedoch noch abzuwarten, ob diese Maschinen direkt vor Ort am Bau eingesetzt werden oder ob sie größtenteils ein Werkzeug für die Vorfertigung bleiben.

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