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3D-gedruckte Architektur: Unsere Top-Auswahl

Auf 20. Mai 2021 von Raphael S. veröffentlicht
3D-gedruckte Architektur

Das größte 3D-gedruckte Haus, die längste 3D-gedruckte Brücke, die erste 3D-gedruckte Wohnsiedlung – immer öfter hört man von additiv gefertigter Architektur in den Nachrichten. Und das aus einem guten Grund, denn der 3D-Druck bringt viele Vorteile für die Bauindustrie mit sich. Designs können nach Belieben individuell angepasst werden, wichtige Ressourcen können durch einen geringeren Materialverbrauch eingespart werden und komplexe Formen, die vorher als unmöglich galten, können in Rekordzeit gefertigt werden. Um diesen beeindruckenden Thema mehr Aufmerksamkeit zukommen zu lassen, haben wir 12 additiv gefertigte Bauwerke zusammen getragen, welche nicht nur durch ihre besonderen Strukturen, sondern auch durch ihr einmaliges Design hervorstechen. 

Flotsam & Jetsam Pavillon 

Mit dem Flotsam & Jetsam Pavilion ist es der in New York ansässigen Architekturfirma SHoP Architects gelungen, den Eingang zur Design Miami im Jahr 2016 zum wahren Blickfänger werden zu lassen. Der Name Flotsam & Jetsam setzt sich zusammen aus nautischen Begriffen für Bergungsgut (das auf dem Meer schwimmt) und Treibgut (das absichtlich über Bord geworfen wird um ein Schiff in einem Sturm zu erleichtern). Die Idee war, dass sich Passanten durch das Objekt hindurch treiben lassen können sollen. Gefertigt wurde der futuristische Pavillon aus einem biologisch abbaubarem Bambus Material, welches erstmals im Flotsam & Jetsam eingesetzt wurde. Für den Druck wurde mit einem Kuka Roboterarm von Branch Technology gearbeitet. 

Das beeindruckend große Flotsam & Jetsam Pavillon (Bildnachweis: SHoP Architects)

Die Metallbrücke von MX3D

Wer die Geschehnisse rund um den 3D-Druck bereits seit einer längeren Zeit mitverfolgt, ist sicherlich mit dem Brückenprojekt des niederländischen Unternehmens vertraut. Bereits 2015 kündigte MX3D, das sich auf die additive Metallfertigung und WAAM konzentriert, sein besonderes MX3D Bridge Project an. Dabei handelt es sich um eine 3D-gedruckte Edelstahlbrücke, die durch einen von MX3D entwickelten 6-Achsen-Roboter, der Metallstäbe extrudiert und Schicht für Schicht verschweißt, gedruckt werden konnte. Die 12 Meter lange Fußgänger- und Fahrradbrücke konnte am 20. Oktober fertiggestellt werden und durchlief 2019 erfolgreich verschiedene Tests. Eine weitere Besonderheit ist das Smart Sensor System, das an der Brücke angebracht wurde: Dieses sammelt Daten, die Auskunft über den Zustand der Architektur geben und so zu Verbesserungen beitragen können.

TECLA, das zu 100 % grüne Gebäude von WASP

Das italienische Unternehmen WASP ist in viele Projekte im Zusammenhang mit 3D-Druck und dem Bausektor investiert. Im Jahr 2016 kündigte es an, die Häuser eines experimentellen italienischen Dorfes namens Shambalha mithilfe der additiven Fertigung errichten zu wollen. In jüngster Zeit hat WASP ein zu 100 % umweltfreundliches Haus aus recycelbaren Materialien in 3D gedruckt. Das TECLA genannte Gebäude wurde entworfen, um die Klimakrise durch die Bereitstellung von kohlenstoffarmen Wohnungen anzugehen. Für den Bau verwendete das italienische Unternehmen das modulare 3D-Drucksystem Crane WASP The Infinity.

Die zu 100 % umweltfreundlichen Häuser von WASP namens TESLA (Bildnachweis: WASP)

Projekt „Bespoke Stair at Nest Step2“ mit neuem Concrete Formwork Filament

Kürzlich gaben BigRep und Forward AM, eine Tochtergesellschaft der BASF, bekannt, dass sie ein neues Filament namens Concrete Formwork entwickelt haben. Concrete Formwork wurde für den 3D-Druck von Betonformen entwickelt und ist mit den großformatigen 3D-Druckern von Big Rep kompatibel. Mit diesem neuen Material und in Zusammenarbeit mit anderen Firmen hat die ETH Zürich das Projekt „Bespoke Stair at Nest Step2“ gestartet – ein Projekt zum Bau einer Betontreppe mittels 3D-Druck, die in der EMPA in Zürich installiert wird, einem Gebäude, das mit digitalen Fertigungsmethoden gebaut wurde.

The Bridge Project

Mit einer Länge von 29 Metern ist „The Bridge Project“ die längste 3D-gedruckte Fußgängerbrücke aus Beton der Welt. Sie wurde Anfang des Jahres in der niederländischen Stadt Nijmegen installiert – eine wenig überraschende Wahl, wenn man bedenkt, dass die Stadt 2018 zur Grünen Hauptstadt Europas gewählt wurde und die Brücke zumindest teilweise unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit entworfen wurde. Darüber hinaus ist die Brücke einzigartig, da sie eine parametrische Modellierung verwendet, um das Design zu optimieren und sicherzustellen, dass die Struktur den Bauvorschriften des Landes entspricht. Die endgültige Brücke wird derzeit in Blöcken 3D-gedruckt und dann vor Ort zusammengebaut.

Bildnachweis: The Bridge Project

Studio RAP und seine 3D-gedruckten Fliesen

Das in Delft in den Niederlanden ansässige RAP-Studio realisiert dank der additiven Fertigung verschiedene Projekte. Heute möchten wir Ihnen deren Fassade vorstellen, die zur Dekoration eines Wohnhauses entworfen wurde. Diese besteht aus mehr als 4.000 Tonziegel, welche mit einem Roboterarm 3D-gedruckt wurden. Sobald das Material getrocknet ist, wird jede Fliese glasiert, d. h. mit einer blau-weißen Schicht überzogen und bietet so eine markante Ästhetik. Die 3D-gedruckten Ziegel werden das Dach eines Wohngebäudes decken, das 4 Meter breit, 8 Meter hoch und 12 Meter tief ist.

Die 3D-gedruckten Ziegel von Studio RAP (Bildnachweis: Studio RAP)

3D-gedrucktes Schulgebäude in Madagaskar

Wie der 3D-Druck für die Umsetzung von Projekten einer Non-Profit-Organisation genutzt werden kann, zeigt das Beispiel eines additiv gefertigten Schulgebäudes in Madagaskar. Hinter dem Projekt steckt die Initiative von Maggie Grout, welche im Jahr 2015 Thinking Huts ins Leben gerufen hat. Beim Vorhaben sollte die Flora und Fauna möglichst verschont und die Optik des Gebäudes an die Natur angepasst sein. Inspiriert von der Bienenwabe wurde das Gebäude aus Zement mit einem zwei Meter großen Hyperion Robotics Roboterarm gefertigt. Es handelt sich um ein einstöckiges Gebäude, das Platz für 137 Schüler bietet und bei Bedarf um weitere “Pods” erweitert werden kann. 

Bildnachweis: Thinking Huts

R-iglo von Royal3D

Anfang des Jahres hat der niederländische 3D-Druckservice Royal3D mithilfe der additiven Fertigung den R-iglo entwickelt, eine Art 3D-gedruckter, modularer und anpassbarer Pavillon. Der R-iglo wurde mit dem 3D-Drucker CFAM Prime aus PET hergestellt, das aus recycelten Kunststoffabfällen aus dem Rotterdamer Hafen stammt. Die Maschine stammt von dem Hersteller CEAD, der auf großformatigen Verbundwerkstoff-3D-Druck spezialisiert ist und auch die Maschine entwickelt hat, mit der die erste 3D-gedruckte Brücke Rotterdams gebaut wurde. Mit dem CFAM Prime 3D-Drucker von CEAD hofft Royal3D, den R-iglo bald in vier verschiedenen Größen herstellen zu können: klein, mittel, groß und sehr groß.

R-IGLO ist modular und anpassbar. (Bildnachweis: Royal3D)

Twente Additive Manufacturing und barrierefreier Wohnraum

Das Unternehmen Twente Additive Manufacturing (TAM) mit Sitz in den Niederlanden widmet sich der Entwicklung von 3D-Betondruckern. Vor Kurzem hat es ein architektonisches Projekt ins Leben gerufen, das darauf abzielt, menschenwürdige Unterkünfte für Obdachlose zu schaffen. In Zusammenarbeit mit der Organisation World Housing hat TAM sich es zum Ziel gesetzt, eine kleine Kommune in Kanada zu schaffen, die für jeden zugänglich sind. Die Häuser haben eine Fläche von 65 Quadratmetern, mit zwei Schlafzimmern und einem begrünten Dach. Letzteres ermöglicht es dem Dorf, sich nahtlos in die kanadische Landschaft einzufügen. Dieses Projekt zeigt deutlich das Potenzial und die Vorteile der Kombination von Architektur und 3D-Druck, da nicht nur die Arbeitszeit verkürzt, sondern auch die Produktionskosten gesenkt werden können, wodurch die Häuser für jeden erschwinglich werden.

Ein Einblick in die kleine Kommune der 3D-gedruckten Häuser. (Bildnachweis: World Housing)

Eine Brücke für die Olympischen Spiele

Im vergangenen Oktober wurde das Konsortium Freyssinet / Lavigne & Cheron Architects / Quadric / XtreeE / LafargeHolcim mit der Planung und dem Bau einer 3D-gedruckten Brücke in der Region Paris beauftragt. Mit einer Länge von 40 Metern soll die Brücke pünktlich zu den Olympischen Spielen 2024 fertig sein und im Norden der französischen Hauptstadt installiert werden, wo das Olympische und Paralympische Dorf entstehen wird. Das französische Start-up XtreeE wird für den Beton-3D-Druck dieser ersten Pariser Brücke, genauer gesagt für deren Tragwerk, verantwortlich sein.

Das digitale Modell der 3D-gedruckten Brücke. (Bildnachweis: Lavigne & Cheron Architectes)

Emerging Objects: Kabinett der 3D-gedruckten Kuriositäten

Emerging Objects machte 2018 erstmals im Bereich der Architektur von sich reden, nachdem es mittels 3D-Druck erdbebensichere Strukturen entwickelte. Kurze Zeit später begann das amerikanische Unternehmen mit der Entwicklung der nun fertiggestellten Cabin of Curiosities. Die Cabin of Curiosities besteht aus 4.500 3D-gedruckten Keramikkacheln, die aus einer Mischung aus Zement, Sägemehl, Salz und sogar Traubenschalen gefertigt wurden und ist so gestaltet, dass das Äußere an einen Garten erinnert. Obwohl die Cabin of Curiosities eine Abwechslung zu den früheren Arbeiten von Emerging Objects zu sein scheint, enthält das Gebäude selbst viele der Material-, Software- und Hardware-Experimente, die das Unternehmen im Laufe der Jahre durchgeführt hat. Darüber hinaus demonstriert die Cabin of Curiosities, das wetterfest und strukturell stabil ist, nicht nur die Fähigkeiten von Emerging Objects, sondern auch das architektonische Potenzial der additiven Fertigung im Allgemeinen.

Die Cabin of Curiosities besteht aus über 4.500 Keramikfliesen. (Bildnachweis: Emerging Objects)

Das 3D-gedruckte R&D Zentrum von Winsun 

Der chinesische Hersteller Winsun war bereits wegen einiger erfolgreichen Projekte in aller Munde – nicht zuletzt aufgrund seiner 3D-gedruckten Häuser, die als Zusatzkapazitäten in der Pandemie dienen. Heute möchten wir Sie jedoch auf ein anderes Bauwerk des Unternehmens aufmerksam machen: Ihr 3D-gedrucktes R&D Zentrum, das aus sieben großen Gebäuden besteht und somit weltweit die größte 3D-gedruckte Konstruktion darstellen soll. Zum Bau des Zentrums, welches in Shanghai zu finden ist, waren lediglich 9 bis 12 Arbeiter drei Maschinen – darunter ein großer 3D-Drucker – notwendig. und Was die Bauweise betrifft, so legt Winsun einen großen Wert auf die Nachhaltigkeit. Ziel sei es, Ressourcen wieder zu verwerten, die Auswirkungen auf die Umwelt zu reduzieren, Staub- und Lärmbelästigungen zu minimieren und Abfälle zu vermeiden.

Das R&D Zentrum in Shanghai besteht aus sieben 3D-gedruckten Gebäuden. (Bildnachweis: Winsun)

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