Digitale Zukunft » 3D-Drucker-Haus
Erstellt am 19.03.2021

Wohnhaus aus dem 3D-Drucker

Weltweit erschaffen 3D-Drucker neue, faszinierende Gebäude. Ob Einfamilienhaus, Büro oder Pavillon: Die 3D-Druckertechnologie bringt Vorteile für Design, Tempo und Ökologie.

 

Zahlreiche internationale Forschungsinitiativen arbeiten seit etwa fünf Jahren an Systemen zum automatisierten Bauen. Unterschiedliche 3D-Drucker, Softwarelösungen und Baustoffe stehen vor Marktreife und Serienfertigung. Häuser, Kabinen, Büros, Brücken, Pavillons, Großbauten, Unterstände, Hüttendörfer können vergleichsweise schnell und preiswert errichtet werden. Besonders faszinierend ist das kreative Potenzial: Mit dem 3D-Druck können Formen erzeugt werden, die in herkömmlichen Bautechniken unmöglich oder zu teuer sind.

Geschwungene Wände? Kein Problem!

Runde Wände oder geschwungene Überhänge: für ein 3D-Drucker-Haus kein Problem. „Das Betondruckverfahren bietet uns Planern ein hohes Maß an Designfreiheit”, sagt Architekt Waldemar Korte. Er hat das erste behördlich genehmigte Wohnhaus mit 3D-Drucktechnik in Deutschland geplant. Es entsteht derzeit in Beckum, einer Stadt in Nordrhein-Westfalen, und hat 160 Quadratmeter Wohnfläche auf zwei Geschoßen. Ein Unternehmen aus Bayern hat den 3D-Betondrucker entwickelt, ein regionales Zementunternehmen liefert den speziellen Baustoff. In Prototypen erprobte Software und nur zwei Mitarbeiter auf der Baustelle sorgen dafür, dass die Druckerdüsen den Beton in zwei Zentimeter dicken Schichten Bahn für Bahn auftragen. Der 3D-Drucker schafft alle fünf Minuten einen Quadratmeter. Das Gebäude ist ein Niedrigenergiehaus und soll nach der Fertigstellung im März 2021 erst als Musterhaus gezeigt und ab 2023 bewohnt werden.

Erste Familie in 3D-Drucker-Haus

Das erste bereits bewohnte Einfamilienhaus aus dem 3D-Drucker entstand 2018 in der französischen Stadt Nantes (siehe Titelbild). Binnen 54 Stunden wurde der Rohbau mit einem Y-förmigen Grundriss und geschwungenen Mauern gedruckt. Für Dach, Fenster, Türen, Innenausbau kamen noch einmal vier Monate hinzu. In den Bungalow mit 95 Quadratmetern Wohnfläche zog dann eine fünfköpfige Familie dauerhaft ein. Laut den Entwicklern von der Universität Nantes kostete das Projekt knapp 200.000 Euro. Experten erwarten, dass ein gedrucktes Haus eines Tages um 70 Prozent günstiger gebaut werden könne als ein konventionelles Bauwerk. Damit ließen sich die Wohnmöglichkeiten in Armenvierteln der Dritten Welt oder Notunterkünfte in Krisengebieten radikal verändern. Aktuell schafft das US-Startup-Unternehmen Apis Cor ein Häuschen samt Fenstern und Dach binnen 24 Stunden um nur 9.500 Euro. Das Objekt hat zwar nur 38 Quadratmeter, ermöglicht aber eine komplette Wohneinheit. Laut dem Unternehmen sei „eine Arbeitersiedlung in einem lateinamerikanischen Staat“ geplant.

Weltgrößtes 3D-Drucker-Haus in Dubai

Im Vorjahr haben Apis Cor und die Universität von Nantes eine neue Dimension erreicht. Ein von ihnen gemeinsam entwickeltes Verwaltungsgebäude steht in Dubai und hält den Guinness-Rekord für die größte 3D-gedruckte Konstruktion vor Ort. Bei einer Höhe von 9,5 Metern und einer Gesamtfläche von 640 Quadratmetern wurden nur lokale Komponenten verwendet. Die Materialien müssen Hitze, Feuchtigkeit und rauen Wetterbedingungen standhalten. Die erste europäische Fabrik für 3D-Drucke steht im holländischen Eindhoven. Die dortige Technische Universität und ein Produktionsunternehmen erstellen Betonteile für Gebäude oder Brücken. Die österreichische Umdasch-Gruppe („Doka“) arbeitet mit US-Forschern zusammen und hat einen eigenen 3D-Baudrucker entwickelt, der weniger als eine Tonne wiegt und in nur 24 Stunden einen Rohbau errichten kann. Die Gruppe investiert zugleich in die Sensorik und Digitalisierung von Abläufen auf Baustellen, um sie optimal steuern und dokumentieren zu können.

Wie druckt der Drucker?

Ein Häuser-Drucker hat nur entfernt etwas mit dem Drucker im Home Office zu tun. Ähnlich der Töpferkunst nutzt der raumgroße 3D-Drucker für den Hausbau die uralte Wulsttechnik. Bei manchen Verfahren kommt die Wand direkt aus dem Drucker. Wurst um Wurst – meist aus einem speziellen Beton – wird aufeinandergeschichtet, dann verkleben die Stränge zu einer stabilen Wand. Bei anderen Verfahren produziert der 3D-Drucker eine Schalung aus einem schnell härtenden Spezialschaum. Aus Schaumwürsten entstehen zwei parallele Schaumwände. Wenn sie ausgehärtet sind, wird dazwischen Beton hineingegossen. Die Schaumwände bleiben als Wärmedämmung stehen. Der Materialeinsatz gilt als höchst effizient, eine solche Baustelle verursacht bedeutend weniger Abfall als eine herkömmliche.

Gedruckte Häuser auf der ganzen Welt

Der erste aufsehenerregende Prototyp entstand 2014 in Minnesota (USA): ein 15 Quadratmeter großes Fantasie-Schloss von Andrey Rudenko aus einem von ihm entwickelten Betondrucker. Damit realisierte er später etwa die Erweiterung eines Hotels. Nachhaltige Bio-Kunststoffmaterialien hingegen verwendet der FDM-3D-Drucker der holländischen Gruppe DUS Architects. Er stellte 2015 ein Häuschen („Urban Cabin“) mit 25 Kubikmetern Volumen in Amsterdam her, aber auch Möbel und andere Objekte. Einzigartig ist die Kombination von Haus und Auto aus dem 3D-Drucker, die ebenfalls 2015 in Tennessee (USA) geschaffen wurde. Tagsüber wird das kleine Haus (Mobile Home) mit Sonnenenergie betrieben und versorgt das Hybrid-Elektroauto mit Strom. Nachts gibt das Fahrzeug gespeicherte Energie aus seinen Akkus ans Haus zurück. Haus wie Auto wurden aus kohlefaserverstärktem Polymermaterial gedruckt, das inzwischen auch für Maschinen aus dem 3D-Drucker verwendet wird. Forscher der NASA wollen den 3D-Druck eines Tages für Kolonien auf dem Mars einsetzen.

 

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