Das Haus aus dem Drucker
Am 20. August 2022 jährt sich zum 100. Mal der Todestag von Alexander Graham Bell, der als einziger von vielen die Nase vorn hatte, das Telefon zur Marktreife zu führen. 1915 erfolgte die erste transamerikanische Sprechverbindung zwischen San Francisco und New York. Heute telefoniert man mit 4G mit einer Übertragungsrate von 150MBit/s. Von den Anfängen des Telefonierens bis zu der Übertragungsrate von 4G lagen noch 107 Jahre.
In diesem Bereich aber geht es noch viel schneller
Die ersten Nadeldrucker arbeiteten in den 80ziger Jahren mit 8 Nadeln was zur Folge hatte, dass Buchstaben mit Unterlängen wie z.B. -g- oder -j- nur bedingt gedruckt werden konnten. Ein weiterer Nachteil der Drucker war die enorme Lautstärke beim Drucken, was ein Telefonieren in unmittelbarer Nähe unmöglich machte. Das ist jetzt genau 40 Jahre her. Heute werden Metallteile nicht mehr durch Abrasion in Form gebracht, also von außen nach innen bearbeitet, sondern an einem 3D Drucker schichtweise hergestellt. Das Verfahren wird nicht nur bei der Herstellung von Metallteilen angewendet, heute können die Wände eines Hauses schon mit einem 3D Drucker hergestellt werden.
Funktionsweise
Das Haus wird mit einem Computerprogramm am Monitor mit allen Einzelheiten erstellt. Was sich mit einem 3D Drucker besser realisieren lässt, sind Rundungen und Winkel an und im Haus größer und kleiner als 90 Grad. Nach Fertigstellung des Hauses am Monitor werden die Druckbefehle an einen, in allen Richtungen beweglichen, Roboterarm geschickt. Der Roboterarm bewegt sich innerhalb eines Schienensystems und extrudiert aus einer Düse den Beton schichtweise um das zu erstellende Gebäude herum.
Die aufgebrachten Betonwürste haben eine Dicke von ca. 2 bis 5 cm. (Um eine bessere Vorstellung zu bekommen: Das Ganze sieht aus wie ein riesiger Sahnespritzbeutel) Die Fenster und Türen werden dabei ausgespart. Es kann im Schichtbetrieb gearbeitet werden und drei Personen reichen für die Arbeiten aus. Die größte Aufmerksamkeit bei dieser Art der Bauweise verdient der Beton. Er muss bei der nächsten Runde so ausgehärtet sein, dass er die nächste Schicht aufnehmen kann, ohne seine Form zu verändern. Üblicherweise werden die Wände hohl gedruckt, damit Kabel und Leitungen und die Isolierung darin Platz finden.
Wo kann man die Häuser sehen?
Das erste Wohnhaus in Deutschland, das mit Hilfe eines 3D Druckers erbaut wurde steht in Beckum in Nordrhein-Westfalen. Es ist ein zweistöckiges Einfamilienhaus mit einer Wohnfläche von 160 Quadratmetern. Die Betonwülste hatte jeweils eine Dicke von 2cm. Die Druckerleistung betrug einen Quadratmeter in fünf Minuten und die Wände waren exakt in 100 Stunden, in weniger als fünf Tagen, fertiggestellt.
Das weltgrößte Gebäude aus einem 3D Drucker steht in Dubai. Es ist 641qm groß. Für die umfangreichen Bauarbeiten musste zeitweilig der Drucker an einen Kran montiert werden. Die Daily Mail berichtet, dass bis zum Jahr 2030 ein Viertel aller Neubauten in Dubai durch einen 3D Drucker erstellt werden sollen.
Das höchste jemals erstellte Gebäude mit Hilfe eines 3D Druckers steht in der chinesischen Stadt Suzhou. Es hat fünf Stockwerke. Wie bei allen Häusern aus 3D Druckern besteht auch hier die Grundplatte aus Beton. Um diese Höhe zu erreichen, wurde für das Haus eine neue, schnell trocknende Mischung benötigt. Sie besteht aus recyceltem Schutt, Zement, Gips und anderen Komponenten. Die Mischung ist 50 Prozent leichter als Beton und soll erheblich haltbarer sein.
Die Niederländer gehen einen anderen Weg
In der Stadt Eindhoven sind seit dem Jahr 2021 gleich fünf Häuser aus einem 3D Drucker in Planung. Die Häuser werden einstöckig und haben dann eine Wohnfläche von 94 Quadratmetern. Die insgesamt für ein Haus benötigten 24 Betonelemente werden nicht vor Ort gedruckt, sondern beim Bauträger, der sie nach Fertigstellung mit einem LKW zur Baustelle transportieren wird. In den hohlen Wänden dieser Häuser befindet sich eine so dicke Isolierung, dass mit einem Energieeffizienzkoeffizienten von 0,25 gerechnet wird. Diese Art von Bauen erinnert sehr an die Fertigbauweise, bei der auch die fertigen Elemente erst auf der Baustelle zu einer Einheit werden.
Die Vorteile und Nachteile des Hausbaus mit Drucker
Die Möglichkeit, ein Haus zu drucken, eröffnet für jeden Architekten eine neue Spielwiese. Bauformen, die vorher undenkbar in ihrer Ausführung waren, sind mit dem System Hausdruck realisierbar. Die Fertigungsdauer der Wände ist in weniger als einer Woche in zeitlicher Hinsicht unschlagbar. Wenn die Forschung nach einem alternativen Baustoff, wie zum Beispiel das Mineral Olivin, in absehbarer Zeit zum Erfolg führt, spricht nichts mehr dagegen, sich sein Haus nach Wunsch drucken zu lassen.
Beton besteht aus Kies, Sand, Wasser und Zement. Leider fallen bei dem Klebstoff Zement, der den Beton zusammenhält, bei der Herstellung einer Tonne 700 kg CO² an. Wissenschaftler gehen davon aus, dass der beliebteste Baustoff Zement für 6 bis 8 Prozent der weltweiten CO² Emissionen verantwortlich gemacht werden kann. Die Prototypen der 3D Drucker Häuser sind gedruckt, für die Serie wird ein neuer Klebstoff gesucht.
Können Sie sich vorstellen ein Traumhaus aus dem Drucker zu kaufen? Freuen Sie sich auf diese neue Technologie? Wir freuen uns auf den Austausch in den Kommentaren.
Bildquelle: Pixabay-User:in krzysztof-m
