3D-Druck im Bauwesen: nice to have oder here to stay?

Datum: 
Donnerstag, 24 Juni, 2021
Region: 
International

3D Printing

Stellen Sie sich vor, Sie könnten ein Bauwerk wesentlich effizienter, kostengünstiger, umweltfreundlicher und schneller bauen: zu schön, um wahr zu sein? Es könnte schneller Realität werden, als Sie denken, denn nachdem der 3D-Druck bereits in verschiedenen Branchen wie dem Gesundheitswesen und der Luftfahrt eingesetzt wird, gewinnt er auch in der AEC-Branche zunehmend an Popularität.  

Der 3D-Druck ist eine jener Innovationen, von denen man glaubt, dass sie die Welt, wie wir sie kennen, verändern werden. Während die Technologie bisher vor allem für das Prototyping und die Einzelfertigung eingesetzt wurde, entwickelt sie sich nun zu einer Produktionstechnologie. Die traditionell konservative Bauindustrie führt ihre jüngsten Innovationen auf die additive Fertigung zurück, angetrieben von den Kosteneinsparungen, der Nachhaltigkeit und der Flexibilität, die sie gegenüber konventionellen Methoden bietet. Es ist erwähnenswert, dass dank der Erfahrung der Branche mit computergestützter Fertigung und insbesondere mit Building Information Modelling (BIM) die Anpassung des 3D-Drucks erleichtert wird.  

Der 3D-Druck im Bauwesen kann zur Herstellung von Baukomponenten und Nischenteilen, wie z. B. Innenausstattungselementen, oder zum "Drucken" ganzer Gebäude eingesetzt werden. Die Techniken, die dabei zum Einsatz kommen, lassen sich in drei Kategorien einteilen: 

  • Extrusion  
    Dieses Verfahren wird auch als Contour Crafting bezeichnet und ist die bei weitem beliebteste Technologie im Bauwesen. Sie ist der Funktionsweise von FDM (Fused Deposition Modelling) Desktop-3D-Druckern recht ähnlich. Pastenartige Komponenten wie Beton werden als Filament verwendet und aus einer speziellen Düse gedrückt, um Schichten zu bilden.  

  • Pulverbeschichtung  
    Diese Technik ähnelt eher dem industriellen 3D-Druck wie SLS (Selective Laser Sintering) oder Jet Fusion. Die Maschine trägt eine Schicht aus sandähnlichen Materialien auf und verwendet dann ein Bindemittelpolymer, um die Partikel zu einem physischen 3D-Modell zusammenzubinden.   

  • Additives Schweißen   
    Dieses Verfahren basiert auf dem Lichtbogenschweißen und produziert ebenfalls Metallteile Schicht für Schicht, wobei die Schichten durch die schmelzende Drahtelektrode gebildet werden

Es ist klar, dass der 3D-Druck im Zeitalter von Industrie 4.0 den Beginn einer neuen Ära im Bauwesen markiert und nicht zufällig mit der Suche der Branche nach Lösungen für lang bestehende Probleme zusammenfällt. Lassen Sie uns tiefer in die Vorteile der additiven Fertigung für die Branche eintauchen. 

  • Sicherheit  
    Einer der größten Vorteile ist die Tatsache, dass baubedingte Verletzungen deutlich reduziert werden können. Der 3D-Druck eines Gebäudes erfordert letztendlich nur sehr wenig Arbeitskräfte, und die Robotik kann die gefährlicheren Arbeiten übernehmen, was zu einem einfacheren und sichereren Leben für die Bauarbeiter führt.  

  • Kosteneffizienz  
    3D-gedruckte Bauprojekte ermöglichen es den Menschen, genau die Menge an Materialien zu verwenden, die sie benötigen. Außerdem kann das Material recycelt und auch für andere Projekte verwendet werden. Es muss nicht betont werden, wie vorteilhaft dies für die Umwelt ist. Außerdem werden weniger Arbeitskräfte benötigt und die Technologie ist viel schneller als die konventionelle Bauweise. Zählen Sie eins und eins zusammen und sehen Sie, wie der Prozess effizienter und damit kostengünstiger wird.   

  • Schnelleres Bauen  
    Die eingesetzten Maschinen können sehr schnell arbeiten und brauchen keine regelmäßigen Pausen wie Menschen. Natürlich ist eine Überwachung erforderlich, aber das Risiko menschlicher Fehler sinkt entscheidend.  

  • Architektonische Flexibilität  
    Atypische Konstruktionen sind für 3D-Drucker keine Hürde, was es den Designern ermöglicht, ihren Kunden unkonventionelle Ideen anzubieten. Es gibt keine Grenzen mehr! 

Es ist leicht, von diesen klaren Vorteilen begeistert zu sein, jedoch muss hinzugefügt werden, dass wir noch nicht ganz am Ziel sind.   

Obwohl die Technologie mit einer noch nie dagewesenen Geschwindigkeit voranschreitet, ist der 3D-Druck immer noch auf bestimmte Materialien beschränkt und kann in mancher Hinsicht nicht mit den traditionellen Bautechniken konkurrieren, insbesondere bei den Endbearbeitungsprozessen wie der Installation von mechanischen, elektrischen und Sanitärausstattungen (MEP) und dem Verputzen. Ein weiteres Hindernis, das es zu berücksichtigen gilt, sind die rechtlichen und qualitativen Rahmenbedingungen für den 3D-Druck. Es hat Jahre gedauert, bis die Normen für das Bauwesen geformt wurden, um die Sicherheit unserer gebauten Umwelt zu gewährleisten. Die Regierungen werden sich an die Neuartigkeit von 3D-gedruckten Gebäuden anpassen müssen. Im Zusammenhang mit Baumängelansprüchen werden 3D-Drucker Hersteller und Entwickler der Haftung und den Ansprüchen ausgesetzt, die normalerweise auf menschliches Versagen zurückzuführen wären. 

Hilde Sevens Alles in allem sieht die Zukunft des 3D-Drucks im Bauwesen sehr vielversprechend aus, auch wenn noch einige Herausforderungen bewältigt werden müssen, bevor diese Innovation zur neuen Norm werden kann. Hilde Sevens, CEO von SCIA ist sich sicher: "3D-Druck im Bauwesen ist keine futuristische Idee mehr, sondern nimmt einen immer größeren Platz in unserer Branche ein. Strukturen werden zu einem Bruchteil der regulären Kosten und Zeit gedruckt und sie sind viel umweltfreundlicher, da fast kein Materialabfall anfällt. Da noch einige Hürden zu überwinden sind, wird es sich voraussichtlich um einen schrittweisen Prozess handeln."​ 

Wer weiß, wann Sie in einem 3D-gedruckten Haus wohnen werden!  

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