3D Housing 05 - 3D-gedrucktes Haus

Seit 2015 entwickelt die HeidelbergCement Tochter Italcementi einen Hightech-Beton, der speziell für verschiedene Arten von 3D-Drucktechnologien geeignet ist. Die Ergebnisse sind vielversprechend: Das Material kann durch eine Düse mit variabler Form am Kopf verschiedener 3D-Druckertypen gemischt, gepumpt und extrudiert werden. Das Produkt härtet schnell aus und ermöglicht das Verlegen von aufeinanderfolgenden Betonschichten während des Druckvorgangs. 

Die Forschung im i.lab in Bergamo konzentrierte sich sowohl auf die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Betonrezepturen als auch auf den Druckprozess selbst, unter Einsatz des Extrusionsverfahren. 

Ein Projektteam aus 15 Spezialisten mit Ingenieuren, Werkstoffchemikern, Architekten und Technikern hat seit Projektbeginn mehr als 15.000 Stunden daran gearbeitet. Ein Netzwerk von externen Partnern und Universitäten, darunter die Harvard Graduate School of Design in den USA, die Universität von Neapel Federico II und die Universität von Florenz in Italien, sind ebenfalls an dem Projekt beteiligt. 

Die erste Gelegenheit für echte Anwendungserfahrung bot das Projekt 3D HOUSING 05 auf der Mailänder Designwoche 2018 in Italien im vergangenen April. Italcementi, in Zusammenarbeit mit dem Architekten Massimiliano Locatelli, einem Partner von CLS Architetti, sowie Arup Group und CyBe Construction, präsentierte den Prototyp eines 100 Quadratmeter großen Hauses (3,20 Meter hoch), das von einem tragbaren Roboter vor Ort in 3D gedruckt wurde. 

Dabei hat die Abteilung Global Product Innovation von HeidelbergCement in enger Zusammenarbeit mit CyBe die Betonrezeptur entsprechend den Anforderungen des für das Projekt ausgewählten 3D-Druckers optimiert, um ein schnelles Abbinden jeder bedruckten Betonschicht zu gewährleisten. Das Haus besteht aus 35 Modulen, die jeweils in 60-90 Minuten gedruckt wurden. Es dauerte nur 48 Stunden, um das komplette Haus zu drucken. 

Der schnelle Produktionsprozess ermöglicht viele potenzielle zukünftige Einsatzmöglichkeiten, wie z.B.:

• Sozialer Wohnungsbau (Wohnungen für 1,2 Milliarden Menschen, denen es an geeigneten Unterkünften mangelt);
• Vorübergehende Unterbringung bei Notfällen, auch in seismischen Gebieten;
• Maßgeschneiderte Designs, um den individuellen Interessen und gestalterischen Wünschen der Kunden gerecht zu werden.

Der 3D-Druck bietet unzählige Möglichkeiten im Bereich der Architektur. Die wichtigsten Neuerungen sind: 

• Nachhaltigkeit: eine nachhaltige Alternative zum traditionellen Bauprozess, die den Materialverbrauch reduziert und den Einsatz von recyceltem Beton ermöglicht. Komponenten von 3D-gedruckten Gebäuden können in Zukunft nach den Grundsätzen der Kreislaufwirtschaft wiederverwendet werden.
• Flexibilität: Größere Flexibilität in der Form von Gebäuden, wodurch komplexere Strukturen, wie z.B. doppelt gekrümmte Wände, zu geringeren Kosten geschaffen werden können. Darüber hinaus hat der Bauprozess vor Ort nur wenige Einschränkungen hinsichtlich der Lage der Baustelle.
• Erschwinglichkeit: Der 3D-Druck ist aufgrund des effizienteren Materialeinsatzes und eines strukturierteren und schnelleren Bauprozesses kostengünstiger als herkömmliche Konstruktionen.
• Genauigkeit: Der 3D-Druck bietet eine direkte Übertragung von Informationen aus dem 3D-Konstruktionsmodell in den Konstruktionsbetrieb. Dadurch werden Inkonsistenzen und mögliche Fehlerquellen drastisch reduziert.
• Schnelligkeit: Sie erhöht die Effizienz während des Bauprozesses. 

Zur Webcam-Aufzeichnung mit dem 3D-Haus im Aufbau.