Effizienter, nachhaltiger und wirtschaftlicher bauen – INSTATIQ über 3D-Betondruck für eine transformative Bauindustrie

Beinahe wöchentlich lesen und hören wir von beeindruckenden Bauprojekten, bei denen die additive Fertigung zu einem Durchbruch verholfen hat. Eindrucksvolle Design, Fertigung in Höchstgeschwindigkeit und die geringe CO2-Bilanz stechen dabei besonders hervor. Dennoch scheint sich der 3D-Druck in der Baubranche noch vorrangig auf einzelne Projekte, öffentliche Gebäude und Infrastruktur zu konzentrieren. 3D-Betondruck auch im Massenmarkt zu etablieren, das ist das Ziel von INSTATIQ. Das Spin-off der Putzmeister Gruppe setzt getreu dem Motto „Plan.Print.Progress“ auf 3D-Druck mit intelligenter Robotik, um die Zukunft des Bauwesens aktiv mitzugestalten. Wirtschaftlichkeit und Praxistauglichkeit sind dabei zwei Grundpfeiler des Unternehmens, das bereits internationale Erfolge feiern konnte. Auch der Faktor Nachhaltigkeit spielt eine wichtige Rolle. Wir sprachen mit Markus Frasch, um mehr über die smarten Lösungen von INSTATIQ und seine Ziele zu erfahren.

3DN: Könnten Sie sich kurz vorstellen und erzählen, wie Sie zum 3D-Druck gekommen sind?

Mein Name ist Markus Frasch, 36 Jahre alt. Ich bin seit 16 Jahren in verschiedenen Positionen bei der Putzmeister Gruppe und seit 1,5 Jahren nun als Geschäftsführer der INSTATIQ für das 3D-Druck-Business bei Putzmeister verantwortlich. Putzmeister hat in einer Forschungskooperation schon 2016 ein Konzept entwickelt, auf Basis einer fahrbaren Betonpumpe einen mobilen 3D-Betondrucker zu entwickeln. Daraus ist ein Prototyp entstanden, den wir 2022 präsentiert haben. 2023 haben wir dann gemeinsam mit der Züblin AG unser erstes Gebäude gedruckt.

3DN: Was macht INSTATIQ und was sind Ihre Ziele?

Wir sehen in der 3D-Druck-Technologie ein riesiges Potential, um die Produktivität in der Bauwirtschaft zu steigern. Um unsere Technologie zielgerichtet auf den Markt zu bringen, und die dafür notwendigen, zusätzlichen Kompetenzen und Kooperationen aufzubauen, hat sich Putzmeister dafür entschieden, INSTATIQ zu gründen, um das gesamte 3D-Druck-Geschäft als eigenständiges Startup auszugründen.

Unser Produkt, der INSTATIQ P1 (Progress One), kombiniert bewährte Baumaschinentechnik mit modernster Robotik – eine Autobetonpumpe, transformiert zum mobilen Großraumroboter für den 3D-Betondruck. Die Kalibrierung erfolgt direkt und zeitsparend auf der Baustelle. Mit einer Reichweite von bis zu 26 Metern druckt der Roboter statisch tragende Betonwände, deren Breite je nach Druckkopf flexibel angepasst werden kann – Schicht für Schicht mit einer Präzision von wenigen Millimetern.

Das Grundprinzip ist dem eines herkömmlichen 3D-Druckers somit sehr ähnlich. Ein 3D-Gebäudemodell wird in Schichten unterteilt, es wird eine Bahnplanung erstellt und der Drucker fährt diese vorgegebene Bahn autonom ab. Der Unterschied sind die Dimensionen und das Druckmaterial. Wir drucken mit herkömmlichem Transportbeton mit einer Korngröße von ca. 8mm.

Unser Ziel bei INSTATIQ ist es, durch den Einsatz intelligenter Robotik effizienter, nachhaltiger und wirtschaftlicher zu bauen. Besonders die Wirtschaftlichkeit und Praxistauglichkeit stehen bei uns im Vordergrund. Wir fokussieren uns auf den Wohnungs- und Gewerbebau, um dort die Baukosten und Bauzeiten gegenüber dem konventionellen Bau mit Schalung oder Mauerwerk zu senken. Unser Ziel ist es, den 3D-Betondruck im Massenmarkt zu etablieren.

3DN: Warum setzen Sie auf 3D-Druck? Wo liegen seine Vorteile und sein Entwicklungspotential in der Baubranche?

Die Bauindustrie liegt, was die Produktivitätssteigerung Jahr für Jahr anbelangt, meilenweit hinter industrialisierten Branchen zurück. Das wollen wir ändern! Durch den Einsatz von 3D-Druck können wir Bauvorhaben digital planen und effektiv umsetzen, wir erstellen ein Eins-zu-eins-Abbild des digitalen Modells. Einerseits reduzieren wir die Probleme des Fachkräftemangels, indem wir über 50 % der manuellen Arbeit durch unseren Baustellenroboter einsparen und gleichzeitig die Arbeitsbedingungen verbessern. Andererseits optimieren wir auch den Materialeinsatz und die Nachhaltigkeit unseres Bauprozesses: Das verbaute Material wird von einem Fahrmischer geliefert, und es wird nur das verwendet, was wirklich benötigt wird – ganz ohne Müll, komplett elektrisch und mit Betonrezepturen, die den CO₂-Ausstoß gegenüber einem in Kalksandstein gemauerten Gebäude um 40 % senken.

Die Baubranche steht vor so großen Herausforderungen, dass wir überzeugt sind, dass sich unterschiedliche Technologien für unterschiedliche Applikationen durchsetzen werden. Bereits heute setzen wir auch Holzelemente und Fertigteile in Verbindung mit 3D-Druck ein. Das Ziel muss sein, die Produktivität des Bauprozesses ganzheitlich zu verbessern und nicht nur einzelne Teilabschnitte zu betrachten. Hier sehen wir ein großes Potential, unser Verfahren deutlich enger mit den Ausbaugewerken abzustimmen. Zusätzlich werden wir die Applikationen, in denen 3D-Druck zum Einsatz kommen kann, um größere Strukturen und Anwendungsgebiete erweitern. Unsere gedruckten Wände haben heute bereits die vierfache Druckfestigkeit einer gemauerten Wand, aber gegenüber Stahlbeton stellt beispielsweise die Integration von Bewehrungen noch eine Herausforderung dar.

3DN: Könnten Sie mehr zu Ihren Herausforderungen sagen? Wie lösen Sie diese?

Die Genehmigungsprozesse und die Vielzahl an einem Gebäude beteiligten Partner sind eine große Herausforderung. Dies ist sicherlich auch ein Grund, warum es in der Vergangenheit selten gelungen ist, bahnbrechende Innovationen in der Baubranche zu etablieren. Herausforderung und Faszination zugleich ist der Fakt, dass wir sehr viele technische Disziplinen im 3D-Betondruck vereinen, nämlich den klassischen Maschinenbau, Robotik, Materialwissenschaften, Statik und Architektur, sowie die gesamte Brandbreite des Bauingenieurwesens.

3DN: Was waren die spannendsten Projekte, an denen Sie gearbeitet haben? Woran arbeiten Sie derzeit?

Jedes bereits umgesetzte und in der Planung befindliche Projekt ist für uns ein neuer Meilenstein. Der Druck eines 6-Familienhauses im November 2024 war für uns sicherlich ein Highlight und der Nachweis, dass wir einen essentiellen Beitrag zu den Zukunftsherausforderungen der Baubranche leisten können. Egal, ob Projekte in neuen geographischen Gebieten, klimatische Herausforderungen, innovative und ambitionierte Partner oder der Test neuer Materialien – in jedem Projekt versuchen wir, das Gelernte umzusetzen und entlang unserer Kennzahlen wieder ein Stück besser zu werden.

Wir arbeiten aktuell an weiteren spannenden Projekten – darunter ein weiteres Mehrfamilienhaus sowie eine beeindruckende Gewerbeimmobilie, zu der wir derzeit noch keine weiteren Details veröffentlichen dürfen.

3DN: Haben Sie noch ein abschließendes Wort zu Ihren Kooperationen?

Wir waren von Beginn an in einer Partnerschaft mit der TU Dresden. Seitdem haben wir immer wieder auch mit anderen Hochschulen zusammengearbeitet. Die Baubranche ist derart vielseitig und vernetzt. Starke Partnerschaften und effektive Schnittstellen sind aus unserer Sicht der Schlüssel, um die Produktivität der Industrie nachhaltig zu verbessern. Jeder bringt andere Sichtweisen und Ideen ein. Genau das benötigen wir!

Weitere Informationen zu INSTATIQ finden Sie HIER. Was halten Sie vom Ansatz des Unternehmens, die Baubranche mithilfe von 3D-Betondruck zu transformieren? 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.

*Bildnachweise: INSTATIQ