Von wegen Stein auf Stein (H)Ausgedruckt – Ein Haus aus dem 3D Drucker

Von wegen Stein auf Stein
(H)Ausgedruckt – Ein Haus aus dem 3D-Drucker

Der 3D-Druck, auch bekannt unter den Bezeichnungen additive Fertigung oder Rapid-Technologie, ist eine umfassende Bezeichnung für alle Fertigungsverfahren, bei denen Material Schicht für Schicht aufgetragen und so dreidimensionale Gegenstände erzeugt werden.
1981 wurden vom US-amerikanischen Ingenieur Chuck Hall die Grundlagen gelegt, 1988 gab es den ersten Drucker zu kaufen und inzwischen sind zahlreiche 3D Druckverfahren mit unterschiedlichsten Materialien entwickelt worden. Der 3D-Druck ist bereits heute nicht mehr wegzudenken aus dem Modellbau, der technischen Einzelteilfertigung und der Kunst. Eine Stärke des 3D-Drucks ist dabei die Möglichkeit, komplexe Formen aufzubauen, die mit anderen Maschinen schwer oder gar nicht herstellbar sind. So verwendet die Bauhütte der Sagrada Família 3D-Drucker, um Modelle für die sehr anspruchsvollen architektonischen Formen von Antonio Gaudí anzufertigen. Auch in der Medizin eröffnet der 3D-Druck ungeahnte Möglichkeiten bei der Anfertigung von Prothesen und sogar beim „Kochen“ arbeitet man daran, dass 3D-Steaks in naher Zukunft ausgedruckt werden können, ohne dass ein Tier dafür geschlachtet werden muss.
Jetzt ist der 3D-Druck auch in den Bereich der Bauindustrie vorgedrungen.
Vorreiter auf dem Gebiet des Hausbaus mit dem 3D-Drucker sind das junge russisch-amerikanische Unternehmen „Apis Cor“, das ukrainische Unternehmen Passiv Dom und die Firma Icon in Austin Texas. Den innovativen Jungunternehmern ist es gelungen, ein ganzes Haus für weniger als 10.000 EUR zu bauen. Für diesen Preis wären bei herkömmlichen Bauformen gerade einmal vier Quadratmeter zu finanzieren. Das Beste gleich vorweg: Es werden schon bewohnbare Häuser mit einem 3D-Drucker gebaut. So hat das Bautechnologie-Startup Icon aus Austin (Texas/USA) bereits im Herbst 2018 das erste 3D-Haus errichtet, das eine Baugenehmigung erhalten hat. Es entstand ein kleines Wohnzimmer, ein Bad, eine Kochnische und ein Flur – ein 33 Quadratmeter großer Bungalow mit umlaufender Terrasse. Der Preis für das kleine Eigenheim ist unschlagbar, genauso wie der Zeitfaktor, 24 Stunden Bauzeit für ein Haus sind kaum zu unterbieten. Lediglich innovative Technologien wie der Hausbau mit Containern können da mithalten.
In Technisch Werken haben sich die Schüler der 3. Klasse zu diesem Thema im Distance Learning recherchiert und dabei auch folgende Frage beantwortet:
Wie funktioniert der Hausbau aus dem 3D-Drucker eigentlich?
Pläne für ein Gebäude werden am Computer entworfen, in Steuerungsdaten für den 3D-Druck übersetzt und anschließend an den 3D-Drucker weitergeleitet. Der 3D-Drucker kann vereinfacht gesagt ein vollautomatischer Roboter (namens „Frank“ bei Apis Cor) mit einer Art Spritzdüse sein, der dann größer als das Gebäude ist oder dessen Höhenposition entsprechend angepasst werden kann. Über Betonbehälter wird der schnell härtende Spezialbeton und „normaler“ Beton zugeführt. Zuerst gießt der Roboter Schicht für Schicht einen Rahmen mithilfe des Spezialbetons – eigentlich wie eine Schalung. Seine computergesteuerte Spritzdüse legt dünne Spuren des Betons auf den Untergrund, die von zwei seitlich angebrachten Kellen in ihre endgültige Form gebracht werden. Anschließend wird der Rahmen mit normalem Beton gefüllt. Weiterhin können fertige Stahlgerüste oder Ähnliches mit eingebracht werden. Somit entsteht ein Gebäude exakt nach Computerzeichnung.
Ein alternatives Prinzip basiert auf der Verwendung von Industrierobotern, wobei die 3D-Druckdüse auf einem mobilen Fahrwerk bewegt werden kann und somit die Reichweite entsprechend vergrößert wird. Fenster, Türen, Dämmung usw. müssen weiterhin von Hand eingebaut werden. In der Bauwirtschaft kann der 3D-Druck viele Vorteile bieten und in unserer Schule ist der 3D-Druck auch schon in Verwendung. Die „Pyramide“ wird dabei aus einem einzigen fortlaufenden „Faden“ (Filament) gedruckt.