3D Druck in der Architektur
Vom additiv gefertigten Modell zum 3D gedruckten Haus
Die Additive Fertigung kann in der Architektur vom ersten bis zum letzten Arbeitsschritt zum Einsatz kommen. Von der Gewinnung von Aufträgen, über die Visualisierung von Ideen für Kunden bis zum Einsatz beim Bau von Gebäuden und in der Innenarchitektur können Architekten so von der Technologie profitieren. Wir geben Ihnen einen Überblick über die Vorteile.
Konzeptmodelle
Auch wenn es inzwischen viele digitale Möglichkeiten zur Modellerstellung gibt, spielen physische Konzeptmodelle in der Architektur nach wie vor eine wichtige Rolle. Zum einen benötigen Architekten diese, um ihre Ideen möglichst anschaulich zu visualisieren und so in der wettbewerbsgeprägten Branche überhaupt neue Projekte gewinnen zu können. Außerdem erleichtern physische 3D-Gebäudemodelle die Kommunikation mit den Kunden und diese können leichter in die Planung miteinbezogen werden, wodurch sich fundierte Entscheidungen einfacher treffen lassen.
Traditionell werden diese Modelle per Hand aus Karton, Holz, Keramik oder Ton gefertigt. Dies nimmt nicht nur viel Zeit in Anspruch, sondern macht es auch aufwendig, möglicherweise nötige Änderungen vorzunehmen. Zusätzlich wird diese Art des Modellbaus schwieriger, je komplexer die Geometrien sind.
Die Additive Fertigung kann hier Abhilfe schaffen und den Prozess der Modellerstellung deutlich vereinfachen und beschleunigen. Während der Bau eines Modells von Hand ein langwieriger und monotoner Prozess von mehreren Tagen bis hin zu Wochen ist, kann diese Zeitspanne durch den Einsatz eines 3D Druckers deutlich verkürzt werden. Kleinere Modelle können so innerhalb einiger Stunden hergestellt werden. Die Drucker können zudem rund um die Uhr arbeiten und ermöglichen es den Architekten gleichzeitig anderen Aufgabe nachzugehen. Außerdem können mehrere Entwurfskonzepte parallel erstellt und getestet sowie Iterationen schnell vorgenommen werden. Dies ist besonders in frühen Projektphasen von Vorteil, um Mängel frühzeitig zu erkennen und zu beheben.
Auch die Darstellung von komplexen Merkmalen, wie aufwendigen Fassaden oder kunstvoll strukturierten Dächern, lässt sich mit dem 3D Drucker deutlich einfacher realisieren als per Hand. Zudem stehen für den 3D Druck eine Vielzahl an Materialien und Farben zur Verfügung, welche passend zu den jeweiligen Anforderungen eines Modells verwendet werden können. So können Architekten ihren Kunden von Beginn eines Bauprojekts an maßgeschneiderte Entwürfe und beste Beratung bieten.
3D gedruckte Gebäude
Neben der Erstellung von Architekturmodellen kommt der 3D Druck heute auch schon bei der tatsächlichen Errichtung von Gebäuden zum Einsatz. Während in den vergangenen Jahren beispielsweise bereits in den USA, in Frankreich oder Marokko Gebäude mittels 3D Drucker gebaut wurden, wurde 2021 auch in Deutschland das erste additiv gefertigte Wohnhaus errichtet. Das Projekt war eine Kooperation des deutschen Bauunternehmens Peri und des dänischen Unternehmens COBOD. Zum Einsatz kam dabei der modulare Beton-3D Drucker BOD2 von COBOD und der Druckprozess nahm etwas mehr als 100 Stunden in Anspruch. Allein an diesem Beispiel zeigt sich, dass, wie bereits bei der Erstellung der Modelle, auch beim tatsächlichen Bau von Gebäuden durch die Additive Fertigung enorme Zeiteinsparungen im Gegensatz zu herkömmlichen Bauprozessen möglich sind.
Ebenso wie bei der Modellerstellung können Architekten beim additiven Bau von Gebäuden außerdem auf die größere Designfreiheit der Technologie setzen und es können deutlich komplexere Geometrien wie bisher üblich umgesetzt werden. Zusätzlich ist es mit dem 3D Druck häufig besser möglich Ressourcen einzusparen als mit herkömmlichen Verfahren. Und auch wenn die Additive Fertigung noch nicht sehr lange für den Bau von Gebäuden eingesetzt wird, wird bereits heute in verschiedenen Projekten an umweltfreundlichen Baumaterialien, beispielsweise aus landwirtschaftlichen Abfällen oder Pflanzenfasern, geforscht. Somit bietet die Technologie das Potenzial, Gebäude in Zukunft umweltfreundlicher, schneller und kostengünstiger zu errichten.
Innenarchitektur
Auch im Bereich der Innenarchitektur und des Produktdesigns bietet der 3D Druck zahlreiche neue Möglichkeiten. So können Objekte wie Skulpturen, Lampen, Paneele oder dekorative Gegenstände in 3D modelliert, gedruckt und im Anschluss direkt als fertige Produkte verwendet werden. Dabei profitieren Innenarchitekten und Designer auch hier insbesondere wieder von der großen Designfreiheit der Additiven Fertigung. Zudem können Produkte mit der Technologie sehr einfach individualisiert und somit bestens an Kundenwünsche angepasst werden. Und auch der Aspekt der Ressourceneinsparungen kommt in diesem Bereich zum Tragen. Bei der Herstellung mittels 3D Druck fällt in der Regel weniger überschüssiges Material an als bei herkömmlichen Fertigungsmethoden. Außerdem können die benötigten Produkte immer genau in der benötigten Anzahl hergestellt werden, wodurch sowohl eine Überproduktion als auch Kosten und Raum für die Lagerung verhindert werden können.
Zusammengefasst lässt sich festhalten, dass die Architekturbranche bereits heute in den verschiedensten Bereichen vom Einsatz der Additiven Fertigung profitieren kann. Zeitgleich wird in vielen dieser Bereich auch weiterhin daran geforscht und gearbeitet, den 3D Druck in Zukunft noch besser in die Arbeitsprozesse integrieren zu können und dadurch noch weitere Vorteile zu nutzen. Es bleibt daher sicherlich spannend die weitere Entwicklung der Additiven Fertigung in dieser Branche in den kommenden Jahren zu verfolgen.