ETH Zürich stellte 3D-gedruckte Betondecke vor

Die additive Fertigung setzt sich weiter im Bauwesen durch. Das zeigt nun auch ein Team der ETH Zürich. Sie haben ein weiteres Projekt mit additiver Fertigung vorgestellt und diesmal handelt es sich um eine Decke, die zum Teil im 3D-Druckverfahren hergestellt wurde: die sogenannte HiRes Concrete Slab. Sie wurde letzten Herbst in der Schweiz im NEST-Forschungsgebäude der ETH installiert. Sie wurde aus 3D-gedruckten Formen hergestellt und verbrauchte im Vergleich zu herkömmlichen Methoden 70 % weniger Material. Die Platte hat eine gebogene Form, die an die Struktur von Baumblättern erinnert. Ein ziemlich komplexes Design aus Beton, das ohne den 3D-Druck nahezu unmöglich zu erreichen gewesen wäre.

Im Architekturbereich wird der 3D-Druck auf vielfältige Weise eingesetzt: für die direkte Gestaltung von Teilen, Prototypen oder sogar Formen wie in diesem Fall. Dank seiner Gestaltungsfreiheit bietet er Designern und Architekten mehr Möglichkeiten. Hier wollte die ETH Zürich eine energieeffizientere und weniger materialintensive Herstellungsmethode mit einem einzigartigen Design einsetzen. Wie wir wissen, ist Beton immer noch sehr schädlich für unsere Umwelt, und beim traditionellen Bauen wird davon sehr viel verbraucht.

Bild: Andrei Jipa

Additive Fertigung scheint ein idealer Kandidat zu sein, um diese Problematik zu beseitigen. Anstatt einen 3D-Betondrucker zu verwenden, der Schicht für Schicht Material zur Herstellung der Decke hätte auftragen können, entschied sich das Team für die Polymertechnologie zur Herstellung von 43 Formen. Anschließend gossen sie den Beton in diese Formen. Die so entstandenen Teile waren nur 5 cm dick. Der Vorteil dieser Methode besteht in der Möglichkeit, Bauelemente wie Lüftungs-, Heiz- oder Kühlsysteme einzubauen. Tatsächlich hat das Team nach eigenen Angaben vier maßgeschneiderte Lüftungsrohre aus Kunststoff in 3D gedruckt, bevor der Beton gegossen wurde.

Das Team fügt hinzu: „Dieser neue Ansatz kann eine erhebliche positive Auswirkung auf die gebaute Umwelt haben: Reduzierung des gebundenen Kohlenstoffs und der Betriebsenergie, Erhöhung des Nutzerkomforts und eine noch nie dagewesene Gestaltungsfreiheit für Architekten.“ Die Platte besteht also aus verschiedenen geformten Elementen, die sich schnell zusammenfügen lassen. Die Fugen zwischen den einzelnen Bauteilen sind auf den Fotos deutlich zu erkennen, wodurch ein Effekt der Tiefe, aber auch der Kontinuität entsteht, wie die Adern eines Blattes.

Die Belüftungssysteme wurden in 3D gedruckt

Die ETH Zürich kam zu dem Schluss, dass „die fließenden Konturen ihre höchste Dichte in einer zentralen Spitze erreichen und zum Rand hin abnehmen. Dieses dekorative Muster ist streng von seiner Funktion, den Zwängen des Herstellungsprozesses und einer effizienten Montage und Demontage geprägt.“ Alle Projekte der ETH Zürich finden Sie auf deren Website HIER.

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*Titelbildnachweis: Andrei Jipa