Die beeindruckendsten Pavillons aus dem 3D-Drucker

Der Begriff Pavillon beschreibt ein isoliertes Gebäude, das sich auf einem Grundstück oder einem Park befindet. Diese Art von Struktur dient meist als Schutz oder zur Gestaltung eines Außenbereichs und kann verschiedene Formen annehmen. Seit einigen Jahren ist zu beobachten, dass der Markt zunehmend auf die additive Fertigung zurückgreift, um solche Pavillons zu entwickeln: Dank der 3D-Technologien kann man ein Gebäude schneller und kostengünstiger entwickeln, indem man die Menge der benötigten Materialien optimiert und gleichzeitig eine komplexere Geometrie anbietet. Einige 3D-gedruckte Pavillons enthalten Formen, die bei herkömmlicher Fertigung nicht möglich gewesen wären, wie z. B. die topologische Optimierung, die es ermöglicht, wabenförmige Strukturen zu entwickeln. Diese 3D-gedruckten Pavillons stehen mittlerweile auf der ganzen Welt und wir möchten Ihnen einige von ihnen vorstellen, um Ihnen die Vielseitigkeit des 3D-Drucks zu zeigen. Die meisten von ihnen bestehen aus Beton, aber es wurden auch andere Materialien verwendet, um die Umwelt zu schonen.

Dieser Pavillon ist für jedes Wetter geeignet

Das Designstudio Nagami und das Architekturbüro Hassell haben gemeinsam einen anpassbaren und transportablen Prototyp eines 3D-gedruckten Pavillons entwickelt. Nach Angaben der beiden Studios kann der Pavillon allen Wetterbedingungen standhalten, da er für extreme Umgebungen wie die Wüste, verschneite Gebiete oder Kriegsgebiete optimiert ist. Zur Herstellung der Struktur wurde ein Roboterarm verwendet, der mit einer Düse ausgestattet ist, die recycelte Kunststofffilamente auftragen kann. Der letzte Aspekt ist besonders interessant, da dies das Engagement des Projekts für die Umwelt verdeutlicht. Darüber hinaus wurden sie von to.org unterstützt, einem Kollektiv, das sich dem Kampf gegen die globale Erwärmung, die Ungleichheit und die Verschmutzung der Ozeane verschrieben hat. Die komplexe und futuristische Architektur des Pavillons, die von den Unterkünften der Eingeborenen inspiriert wurde, veranschaulicht zweifelsohne die vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten, die die 3D-Drucktechnologie zu bieten hat.

Ein 3D-gedruckter Pavillon in Mexiko

Der 3D-gedruckte Pavillon mit dem Namen „Sueños con Fiber/Timber, Earth/Concrete“ (Träume mit Fasern/Holz, Erde/Beton) wurde in Mexiko errichtet. Dieser Pavillon soll die Geschichten der Stadt erzählen und die Bürger dafür sensibilisieren, wie wichtig es ist, das, was wir haben, zu erhalten und zu pflegen. Die Schöpfer (ein Team von Structures MIT digital engineering, die internationale Organisation New Story und Échale, ein mexikanisches Sozialunternehmen) wollten drei grundlegende Ideen miteinander verbinden: neue Technologien, Handwerkskunst und Recycling. Es verfügt über eine horizontale Dachstruktur, die das bestehende Balken- und Gewölbesystem optimiert und so durch die Verringerung des Materialeinsatzes von vorgefertigten Stahlbetonträgern eine größere Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit bietet. Die 3D-gedruckten Tonblöcke werden zwischen den Trägern angeordnet, um das Gießen der oberen Platte zu ermöglichen. Das Endergebnis ist, dass die Verwendung lokaler, aus dem Boden gewonnener Materialien das Gebäude nicht nur erschwinglicher macht, sondern auch den ökologischen Fußabdruck verringert.

Tiny House – der Pavillon ohne Rahmen und Sonderschalung

Tiny House ist der Name des 3D-gedruckten Betonpavillons, der in den Niederlanden von dem Konsortium De Huizenprinters hergestellt wurde. De Huizenprinters besteht aus dem Bauunternehmen Heilijgers, dem Betonlieferanten Van der Kamp BV, dem Innovationsspezialisten Blueways, der Gemeinschaft kreativer Innovatoren De WAR und dem 3D-Betondruckunternehmen Vertico. Den Machern zufolge war der komplizierteste Teil der Konstruktion das Dach, da sie viel Zeit und Mühe darauf verwenden mussten, die Ausrichtung des Druckkopfes und die verschiedenen Höhen der Enden zu entwerfen. Es handelt sich um einen Pavillon aus einem einzigen Material (Beton), einschließlich recycelter Betonzuschläge, der keine Rahmen oder Schalungen benötigt und aus 8 Teilen besteht. Mit Hilfe von parametrischem Design wurden Iterationen erstellt, um die Widerstandsfähigkeit gegenüber klimatischen Veränderungen erfolgreich zu analysieren. Es handelt sich um ein nachhaltiges und wiederverwertbares Projekt, das dank des Einsatzes der additiven Fertigung in jeder Hinsicht die Türen zu den Konstruktionen der Zukunft öffnet.

Das Tiny House ist das Ergebnis von 4 Jahren Forschung und Entwicklung (Bild: Vertico)

Aectuals 3D-gedruckte Wand für einen Pavillon in den Vereinigten Arabischen Emiraten

Das Unternehmen Aectual fertigte eine 3D-gedruckte Wand für einen 2.000m² großen Pavillon in den Vereinigten Arabischen Emiraten an. Diese ist vollständig recycelbar und verwendete ein 3D-Druckverfahren, welches die CO2-Emissionen, im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, um 80% reduzierte. Materialtechnisch verwendete Aectual einen Kunststoff auf Leinsamenbasis, welcher sogar bis zu sieben Mal wiederverwertet werden kann. Das Design des Pavillons wurde dabei von dem Architekturbüro Pragma erstellt und umfasst eine Claustra-Struktur – ein traditionelles Muster, typisch für die arabische Architektur. Dies schafft eine einzigartige lichtdurchlässige Fassade. Der Innenhof der Konstruktion ist dabei mit grünen Elementen verkleidet, welche aus einem Kunststoff auf Pflanzenbasis gedruckt wurde und eine verflochtene Optik schafft.

Der weltweit größte 3D-gedruckte Pavillon steht in China

In Nanjing, einer Stadt in China, steht der weltweit größte Pavillon, welcher mittels additiver Fertigung hergestellt wurde. Mit einer Größe von 52 m Länge, 26 m Breite und einer Gesamtfläche von 1950 m², schmückt die Konstruktion den Vergnügungspark namens Happy Valley. Besonders ragt der Pavillon durch sein außergewöhnliches Design mit einer mehrdimensionalen, hyperbolischen Struktur heraus, wobei er menschliche Kreativität mit maschineller Präzision kombiniert. Dabei wurde der Außenbereich aus einem UV-beständigen Thermoplast in rosa Farbpixel-Optik gedruckt – eine Design-Idee von Archi-Union Architects und Fab Union. Der Pavillon soll dabei nicht nur das Symbol des Freizeitparks sein, sondern auch eine einzigartige Attraktion für die Besucher und Touristen darstellen.

Ein 3D-gedruckter Wüstenpavillon im Wadi Rum

Bei der Hitze in der Wüste ist Schatten entscheidend. Aus diesem Grund hat das in Dubai ansässige Architekturbüro MEAN (Middle East Architecture Network) einen 3D-gedruckten Pavillon entworfen, um Besucher in der Wüste von Wadi Rum willkommen zu heißen, einem beliebten Touristenziel, das unter anderem in Filmen wie Lawrence von Arabien, Rogue One und Der Marsianer zu sehen ist. Ziel des Teams war es, den Pavillon durch die Verschmelzung des lokalen Beduinenerbes mit innovativen Technologien zu schaffen. Das Ergebnis ist ein Hybrid aus einer 3D-gedruckten Polymerhülle auf einer 3D-gedruckten Betontopografie mit einem Design, das auf der parametrischen Strategie der „Mesh Relaxation“ basiert. Ein wichtiger Bestandteil der Struktur sind auch die lichtdurchlässigen Paneele, die für maximale Effizienz beim 3D-Druck mosaikartig angeordnet wurden. Die 3D-gedruckten Paneele sind auf Metallrohren angebracht, um maximale Stärke und Schönheit zu gewährleisten.

Bild: Brick Visual

R-iglo: der 3D-gedruckte Pavillon aus wiederverwertetem PET

R-iglo ist die Idee des Royal3D-Druckdienstes in den Niederlanden. Der Pavillon ist aus recyceltem PET hergestellt, einem Material, das vor allem für seine Verwendung in Plastikwasserflaschen bekannt ist. R-iglo ist nicht nur aus recyceltem Kunststoff hergestellt, sondern kann vom Unternehmen wieder abgeholt und recycelt werden. Und nicht nur das: Es wurde so konzipiert, dass es vielseitig einsetzbar ist, insbesondere als Arbeitsraum mit einer Reihe verschiedener Funktionen wie einer selbsttragenden Struktur, einer akustisch optimierten Struktur, Belüftung, Heizung, Strom und LED-Beleuchtung. Er ist in verschiedenen Größen (klein, mittel und groß) erhältlich und wird auf der CFM Prim-Maschine von CEAD, einem niederländischen Hersteller mit Schwerpunkt auf großformatiger additiver Fertigung von Verbundwerkstoffen, 3D-gedruckt.

Bild: Royal3D

Für diesen Pavillon wurde eine Pflanze als Vorlage verwendet

Studenten der School of Architecture an der University of Tennessee haben einen Pavillon auf dem Cherokee Farm Campus der Universität entworfen, in 3D gedruckt und installiert. Die Studenten wurden von dem Forscher James Rose und dem Industriepartner Loci Robotics angeleitet. Der Pavillon wurde Trillium, nach der Pflanze Trillium tennesseense, benannt. Inspiriert von den geschwungenen Oberflächen und Geometrien der Trillium-Pflanze, hat der 3D-gedruckte Pavillon die Form einer dreilappigen Kuppel. Das Bauwerk ist außerdem mit schattigen Sitzgelegenheiten im Innenbereich ausgestattet und stellt ein neues Wahrzeichen für den Forschungscampus dar.
Das Auffälligste an dem Pavillon ist neben seiner komplexen Geometrie die Dicke der Strukturschale, die zwischen 12 und 20 cm liegt – eine Leistung, die nur mit additiver Fertigung und dem Einsatz eines Roboterarms für den 3D-Druck in großem Maßstab möglich war. Die Struktur wurde mit kohlefaserverstärktem ABS, einem recycelten und wiederverwertbaren Material, gedruckt und hat eine Fläche von 4,5 m2 und wiegt etwa 600 kg. Trotz des geringen Gewichts ist der Pavillon dank des verwendeten Materials äußerst langlebig und robust. Trillium wurde von Loci Robotics in 3D gedruckt und kurz darauf von Studenten auf dem Campus installiert. Das Endergebnis können Sie im Video sehen:

AIRMESH in Singapur

Viele der 3D-gedruckten Pavillons auf unserer Liste sind aus Kunststoff oder Beton gefertigt, also aus Materialien, die üblicherweise für 3D-Druck-Bauprojekte verwendet werden. Der nächste Pavillon ist jedoch ein wenig anders. Der AirMesh-Pavillon wurde 2019 von AIRLAB hergestellt, das von den Architekten Carlos Banon und Felix Raspall gegründet wurde und seinen Sitz an der Singapore University of Technology and Design hat. Bemerkenswert ist, dass es sich um die erste Struktur ihrer Art handelt, deren Komponenten vor dem Zusammenbau in 3D aus Edelstahl gedruckt wurden. Auch die Form ist bemerkenswert: Es handelt sich um ein Polyeder mit vier rechteckigen Ansichtsrahmen, die eine traditionelle chinesische Laterne neu interpretieren. Sie wurden mit einem speziellen parametrischen Tool hergestellt, um die Topologie des Rahmens, der Stäbe und des Knotens zu optimieren. Der resultierende Pavillon besteht aus 216 Stäben sowie 54 einzigartigen Knotenpunkten, die ebenfalls aus einer Stahl- und Bronzelegierung 3D-gedruckt wurden. Die Struktur ist leicht und stabil und hält bis zum 16-fachen ihres Gewichts stand. Sie wurde von der Hochbaubehörde von Singapur (BCA) genehmigt und in den Gardens by the Bay aufgestellt.

Deciduous – ein organischer Pavillon in Dubai

Das Middle East Architectural Network (MEAN*) hat in dem internationalen Finanzzentrum von Dubai einen 3D-gedruckten Pavillon errichtet. Dieser trägt den Namen Deciduous und verkörpert eine abstrakte botanische Form, welche die Beziehung des Menschen zur Natur zum Ausdruck bringt. Der Pavillon wurde so konzipiert, dass dieser aus zusammenhängenden Teilen besteht, die außerhalb der eigentlichen Räumlichkeiten vollständig vorgefertigt wurden und vor Ort zusammen gefügt wurden. Bei dem verwendeten Material handelt es sich um Birkensperrholz, Beton und Kunststoff. Während das Holz mit einer CNC-Maschine bearbeitet wurde, wurden die beiden letzteren Materialien mithilfe eines 3D-Druckers in Form gebracht. Für die Realisation des Projekts waren mehr als fünf Unternehmen involviert. So befasste sich Ai Build aus Großbritannien mit dem 3D-Druck von Polymeren. Hierbei wurden von Reflow über 30.000 Plastikflaschen recycelt, um das Filament zu gewinnen. Für den Betondruck hingegen, wurde Besix 3D zu Rat gezogen.

Bild: Besucher können durch den s-förmigen Pavillon laufen

Welcher 3D-gedruckte Pavillon hat Ihnen am besten gefallen? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook oder LinkedIN  mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.