{"id":11153,"date":"2018-02-05T09:30:11","date_gmt":"2018-02-05T08:30:11","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=11153"},"modified":"2025-01-10T10:56:38","modified_gmt":"2025-01-10T09:56:38","slug":"zukunft-des-hauserbaus-050220181","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/zukunft-des-hauserbaus-050220181\/","title":{"rendered":"3D-Druck im Bauwesen: Die Transformation der Baubranche"},"content":{"rendered":"

Im Jahr 2004 f\u00fchrte Professor Behrokh Khoshnevis von der University of South Carolina den 3D-Druck von Betonw\u00e4nden ein. Was wirklich eine Innovation in der Baubranche darstellte, war seine Technologie, das Contour Crafting, mit der man ein Haus vollautomatisch in nur 20 Stunden bauen k\u00f6nnte. Der Professor entwickelte einen FDM-\u00e4hnlichen 3D-Drucker,<\/a> der auf einem Roboterarm montiert ist und nicht Plastik, sondern Beton extrudieren kann, um aus einem 3D-Modell Schichten zu erzeugen. Behrokh Khoshnevis zeigte schnell die Vorteile der additiven Fertigung<\/a> im Bauwesen auf: geringere Kosten und weniger Abfall<\/a>, schnellere Produktion, weniger Arbeitsunf\u00e4lle und die M\u00f6glichkeit, komplexe Formen zu erstellen. Seine Forschung war der Beginn des 3D-Drucks im Bauwesen und ebnete den Weg f\u00fcr den 3D-Druck von H\u00e4usern<\/a>.<\/span><\/p>\n

Die f\u00fchrenden Unternehmen der Baubranche<\/a> beginnen, sich des immensen Potentials der 3D-Technologien<\/a> und ihrer Auswirkungen auf die Zukunft des Bauwesens voll bewusst zu werden. Laut einer aktuellen Marktstudie von Precedence Research wird der Markt f\u00fcr 3D-Druck im Bauwesen bis zum Jahr 2034 auf 1.418.160 Millionen US-Dollar<\/strong> anwachsen, bei einem j\u00e4hrlichen Wachstum von 65 %. Diese Expansion kommt nicht von ungef\u00e4hr: Immer mehr Unternehmen \u00fcbernehmen diese Technologie, um Projekte zu entwickeln. Einige dieser Projekte sehen futuristisch aus, w\u00e4hrend andere bereits realisiert wurden, wie das gr\u00f6\u00dfte 3D-gedruckte Geb\u00e4ude der Welt in Saudi-Arabien mit einer H\u00f6he von 9,9 Metern. Der 3D-Druck im Bauwesen schreitet mit gro\u00dfer Geschwindigkeit voran und integriert verschiedene Technologien und Materialien, die zahlreiche Vorteile bieten. Doch was bedeutet diese Technologie wirklich? Welche Vorteile bietet sie f\u00fcr die Branche? Wie sehen die Zukunftsaussichten aus? Lesen Sie in diesem Artikel weiter, um mehr zu erfahren.<\/span><\/p>\n

\"3D-gedruckte

Gro\u00dffl\u00e4chige industrielle Betondrucker k\u00f6nnen ganze Hausstrukturen autonom erstellen.<\/p><\/div>\n

Welche 3D-Druckverfahren sind derzeit in der Baubranche verf\u00fcgbar?<\/strong><\/h3>\n

Roboterarm-Extrusion<\/span><\/h4>\n

Das Contour Crafting-Verfahren<\/a> markiert die Anf\u00e4nge des 3D-Drucks in der Baubranche. Bei diesem Verfahren werden Baumaterialien zu einem 3D-Modell aufgetragen, sodass Strukturen in gro\u00dfem Ma\u00dfstab mit einer glatten Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit erstellt werden k\u00f6nnen.<\/strong> Um den Boden des Geb\u00e4udes werden Schienen verlegt, die als F\u00fchrung f\u00fcr den Roboterarm dienen. Dieser Arm bewegt sich vor und zur\u00fcck, um den Beton Schicht f\u00fcr Schicht aufzutragen. Feste Paletten, die auf beiden Seiten und \u00fcber der D\u00fcse angebracht sind, flachen die extrudierten Schichten ab und sorgen so f\u00fcr eine ausreichende Festigkeit. Herk\u00f6mmlicher Beton k\u00f6nnte in diesem Prozess nicht verwendet werden, da er sein eigenes Gewicht nicht tragen k\u00f6nnte. Daher wird ein spezieller Beton verwendet, der schneller aush\u00e4rtet und eine schnellere Konfiguration erm\u00f6glicht.<\/span><\/p>

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Die Verwendung eines Roboterarms.<\/p><\/div>\n

Die von den verschiedenen Akteuren der Branche verwendeten und entwickelten Technologien sind recht \u00e4hnlich und basieren alle auf demselben Grundprinzip: der Extrusion von Materialien. So hat beispielsweise das Unternehmen Constructions-3D in Frankreich eine mobile Polarmaschine entwickelt, die direkt auf der Baustelle, im Herzen des entstehenden Geb\u00e4udes, drucken kann. Diese Maschine, die leicht transportiert und angepasst werden kann, besteht aus einer mechanischen Basis und einem Roboterarm, der mit einer vom Unternehmen entwickelten Extruderd\u00fcse ausgestattet ist. Dieser Arm bietet eine Druckfl\u00e4che von 150 m\u00b2 mit einer Druckh\u00f6he von bis zu 7 Metern.<\/span><\/p>\n

Einige Unternehmen haben sich darauf spezialisiert, andere Materialien<\/a> als Beton zu extrudieren, wobei sie das gleiche technologische Prinzip beibehalten. Ein Beispiel ist das patentierte Verfahren BatiPrint 3D, das dank der Zusammenarbeit zwischen der Universit\u00e4t Nantes, Bouygues Construction und Lafarge Holcim entwickelt wurde. Dieser Industrieroboter bringt direkt vor Ort drei Materialschichten auf: zwei Schichten aus expandierendem Polymerschaum und eine Schicht Beton. Benoit Furet, Professor an der Universit\u00e4t Nantes, erkl\u00e4rt: \u201eDer Schaumstoff sorgt f\u00fcr W\u00e4rme- und Schalld\u00e4mmung, w\u00e4hrend der Beton die Struktur verst\u00e4rkt und sie damit erdbebensicher macht\u201c.<\/em><\/span><\/p>\n

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Entwicklung der additiven Fertigungstechnologie BatiPrint, einem franz\u00f6sischen Unternehmen mit dem Ziel H\u00e4user 3D zu drucken.<\/p><\/div>\n

Sandschichten-Methode<\/span><\/h4>\n

In Europa hat der Italiener Enrico Dini mit seinem 3D-Drucker D-Shape ein Verfahren entwickelt. Dieses System beruht auf der Verwendung von Pulver, das durch ein Bindemittel in Form von \u201eTinte\u201c verfestigt wird. Bei diesem Verfahren werden Schichten aus Sand oder Granulat in der gew\u00fcnschten Dicke aufgetragen, dann gibt ein Druckkopf mit 300 D\u00fcsen Tr\u00f6pfchen des Bindemittels ab und h\u00e4rtet so den Sand aus. Die Maschine, die eine kubische Form hat und 4 x 4 Meter misst, kann gro\u00dfe Strukturen von bis zu 6 Kubikmetern schaffen.<\/span><\/p>\n

3D-Metalldruck f\u00fcr solide Strukturen<\/h4>\n

Das niederl\u00e4ndische Unternehmen MX3D<\/a> hat mit WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) eine innovative Konstruktionsmethode entwickelt, mit der Metallstrukturen mithilfe eines 6-Achsen-Roboters hergestellt werden k\u00f6nnen. Dieser Roboter legt 2 kg Material pro Stunde ab, wodurch sich diese Technik besonders f\u00fcr komplexe und detaillierte Schwei\u00dfarbeiten f\u00fcr Metallstrukturen in der Architektur eignet.<\/span><\/p>\n

Bei der Entwicklung ihrer Technologie hat MX3D mit Air Liquide und ArcelorMittal zusammengearbeitet. Der Roboter ist mit einem Schwei\u00dfger\u00e4t und einer D\u00fcse ausgestattet, mit der Metallst\u00e4be Schicht f\u00fcr Schicht geschwei\u00dft werden k\u00f6nnen. Das Verfahren ist mit einer Vielzahl von Metalllegierungen kompatibel, z. B. Edelstahl, Bronze, Aluminium oder Inconel. Kurz gesagt, es handelt sich um einen \u201eRiesenschwei\u00dfer\u201c: \u201eWir haben einen Industrieroboter mit einer Schwei\u00dfmaschine kombiniert und ihn so in einen 3D-Drucker verwandelt, der mit unserer eigenen Software arbeitet\u201c, erkl\u00e4rte das Team.<\/span><\/p>\n

\"3D-gedruckte

MX3D ist eines von mehreren innovativen Start-ups im Bereich H\u00e4user-3D-Druck.<\/p><\/div>\n

Warum sollte man 3D-Druck im Bauwesen einsetzen?<\/strong><\/h3>\n

Einer der Hauptvorteile des 3D-Drucks von Beton<\/a> ist, dass er eine erhebliche Zeitersparnis mit sich bringt. Tats\u00e4chlich kann der 3D-Druck die Bauzeit um bis zu 70 % verk\u00fcrzen und gleichzeitig die Risiken und Unf\u00e4lle auf Baustellen verringern. Benoit Furet erkl\u00e4rt: \u201eDie Verringerung der Schwierigkeiten und Risiken ist eine Realit\u00e4t, wir bauen 3,8 m hohe W\u00e4nde ohne Ger\u00fcst. Au\u00dferdem stellen wir fest, dass die Baustelle sehr leise ist\u201c<\/em>. So gelang es seinem Team, ein 95 m\u00b2 gro\u00dfes Haus in 3D zu drucken, das das erste 3D-gedruckte Sozialhaus in der Stadt sein wird. Seiner Meinung nach erleichtert die BatiPrint-Technologie auch die kosteng\u00fcnstige Erstellung von Kurvenformen und bietet eine Automatisierung der Arbeit: Der 3D-Drucker l\u00e4uft kontinuierlich bis zum Ende des Projekts, wodurch die Wartezeiten erheblich reduziert werden.<\/span><\/p>\n

Ein weiterer Vorteil des Einsatzes von 3D-Druck im Bauwesen liegt in der geringeren Verwendung von Materialien im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Baumethoden. Im Gegensatz zu subtraktiven Verfahren f\u00fchrt die schrittweise Hinzuf\u00fcgung von Materialien zu einer geringeren Umweltbelastung und erzeugt nur sehr wenig Abfall, was haupts\u00e4chlich auf die topologische Optimierung zur\u00fcckzuf\u00fchren ist. Romain Duballet, Mitbegr\u00fcnder von XtreeE, betont: \u201eMit einer geometrischen Kontrolle ist es m\u00f6glich, optimierte Formen zu entwerfen, die die Menge der ben\u00f6tigten Materialien reduzieren.\u201c<\/em> Dieser Vorteil ist umso relevanter, wenn man bedenkt, dass Beton nach Wasser eine der am meisten genutzten Ressourcen auf der Erde ist.<\/span><\/p>\n

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Von der franz\u00f6sischen Firma XtreeE geschaffene Struktur.<\/p><\/div>\n

Zu den gr\u00f6\u00dften Herausforderungen des 3D-Drucks im Bauwesen geh\u00f6rt das Fehlen klarer Normen f\u00fcr die Zertifizierung gedruckter Strukturen. Axel Thery, Leiter des Unternehmens Constructions-3D, erkl\u00e4rt: \u201eDie gr\u00f6\u00dften Schwierigkeiten ergeben sich daraus, dass der 3D-Druck noch nicht als Baumethode anerkannt wird, die den aktuellen Codes und Normen entspricht. Da die gedruckten Strukturen nicht traditionell sind, ist es schwierig, ihre langfristige Belastbarkeit zu beurteilen. Deshalb m\u00fcssen Geb\u00e4ude, die f\u00fcr Wohnzwecke bestimmt sind, anfangs schrittweise getestet werden\u201c.<\/em><\/span><\/p>\n

Einige L\u00e4nder beginnen jedoch, die Entwicklung von Standards zu erw\u00e4gen, um diese Technologie in den Bausektor zu integrieren. In Dubai beispielsweise planen die Beh\u00f6rden der Vereinigten Arabischen Emirate, bis 2030 25 % der neuen Geb\u00e4ude mithilfe der 3D-Technologie zu errichten.<\/span><\/p>\n

Einerseits hat die additive Fertigung viele neue Arbeitspl\u00e4tze geschaffen, aber wie sieht es mit den Arbeitnehmern im Baugewerbe aus? K\u00f6nnten der 3D-Druck von H\u00e4usern und die Automatisierung des Bauprozesses viele Arbeitspl\u00e4tze \u00fcberfl\u00fcssig machen? Welche F\u00e4higkeiten werden erforderlich sein, um einen 3D-Drucker auf einer Baustelle zu bedienen? Experten f\u00fcr 3D-Druck von Beton sind sich einig, dass die Technologie Berufe ver\u00e4ndern wird, ohne sie zu eliminieren. Wir erleben eine Ver\u00e4nderung der Berufsprofile. Benoit Furet erkl\u00e4rte: \u201eDie Berufe werden sich ver\u00e4ndern, vom Architekten zum Maurer, der zum Maureroperator wird. Letztendlich wird der gesamte digitale Prozess vereinfacht, und die Baufachleute werden die Rollen von digitalen Maurern und Robotersteuerern einnehmen.\u201c<\/em><\/span><\/p>\n

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Wird der 3D-Druck von H\u00e4usern die derzeitige Arbeit ver\u00e4ndern?<\/p><\/div>\n

3D-Druck von H\u00e4usern: Eine L\u00f6sung f\u00fcr die Immobilienkrise?<\/h3>\n

Der 3D-Druck k\u00f6nnte durch die M\u00f6glichkeit, Strukturen schneller zu erstellen, eine ideale L\u00f6sung f\u00fcr die Wohnungskrise bieten, indem er erschwingliche und schneller gebaute Wohnungen anbietet. Einige Unternehmen haben die Technologie bereits zu diesem Zweck eingesetzt, wie z. B. das italienische Unternehmen WASP<\/a>, das mithilfe des 3D-Drucks eine nachhaltigere Welt errichten m\u00f6chte. Das Unternehmen hat einen der gr\u00f6\u00dften 3D-Drucker der Welt entwickelt, der H\u00e4user unter Verwendung lokaler Materialien und erneuerbarer Energiequellen wie Solar-, Wind- und Wasserkraft bauen kann. Dies w\u00fcrde es sogar Regionen ohne Zugang zu Elektrizit\u00e4t erm\u00f6glichen, umweltfreundliche Strukturen unter Verwendung lokaler Ressourcen zu schaffen.<\/span><\/p>\n

\"3D-gedruckte

WASP 3D Drucker arbeiten daran eine Zukunft zu schaffen, in der umweltfreundliche Materialien 3D gedruckte H\u00e4user schaffen.<\/p><\/div>\n

Mehrere L\u00e4nder ziehen den 3D-Druck als L\u00f6sung f\u00fcr die Wohnungskrise in Betracht. In Chile zum Beispiel wurde k\u00fcrzlich das Projekt Casa Semilla ins Leben gerufen, das aus einer Zusammenarbeit zwischen der Bio-Bio-Universit\u00e4t und der ANID hervorgegangen ist. Diese Initiative kommt zu einer Zeit, in der mehr als eine halbe Million Menschen in dem Land unter Wohnungsmangel leiden. Das in nur 29 Stunden gebaute Haus ist sowohl erdbebensicher als auch nachhaltig und kann an die verschiedenen Regionen Chiles angepasst werden und bietet somit eine innovative und erschwingliche Antwort auf das Wohnungsproblem.<\/span><\/p>\n

W\u00e4hrend die additive Fertigung eine L\u00f6sung f\u00fcr die Wohnungskrise auf der Erde bieten k\u00f6nnte, k\u00f6nnte sie auch eine Schl\u00fcsselrolle bei der Erforschung des Weltraums spielen, insbesondere indem sie den Bau von H\u00e4usern im Weltraum erm\u00f6glicht. Diese Idee wurde bereits im Rahmen der \u201e3D Printed Habitat Challenge\u201c der NASA<\/a> erforscht, bei der es darum ging, Technologien zu entwickeln, die den Bau von Lebensr\u00e4umen auf dem Mond oder Mars erm\u00f6glichen. Es sind jedoch noch viele H\u00fcrden zu \u00fcberwinden, bevor gedruckte Strukturen im Weltraum zu sehen sind.<\/span><\/p>\n

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3D-Druckprojekt auf dem Mond.<\/p><\/div>\n

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