3D-Druck im Hausbau – eine Modeerscheinung oder die Zukunft?

Richard Minifie, Senior Additive Manufacturing Engineer bei Ricoh 3D, durchschaut den Hype um und wirft einen realistischen Blick auf die Zukunft des 3D-Drucks im Hausbau .

Der 3D-Druck in der Bauindustrie ist in den letzten Wochen wieder in die Schlagzeilen geraten , nachdem ein niederländisches Paar in das “erste vollständig 3D-gedruckte Haus Europas ” eingezogen ist.

Die Möglichkeit, mit dieser Technologie massenhaft Häuser zu “drucken”, wird schon lange diskutiert . In den letzten Jahren gab es immer wieder Behauptungen über das “erste 3D-gedruckte Haus” und es gibt sicherlich eine Menge Hype um dieses Thema zu entschlüsseln. Selbst wenn die Technologie nur dazu dient, die Wände zu drucken, ist der Hausbau viel mehr als das!

Der 3D-Druck im Wohnungsbau befindet sich auf dem Höhepunkt des Hype-Zyklus von Gartner – der Phase, die der 3D-Druck selbst in den 1980er und 90er Jahren durchlief -, wobei die Branche immer noch versucht, relevante Anwendungen und den schwer fassbaren “Hang zur Erleuchtung” zu finden. Viele der bisherigen Anwendungsmöglichkeiten sind Novitäten für reiche und unternehmerische Menschen.

Beim 3D-Druck im Bauwesen werden, ähnlich wie bei kompakten 3D-Druckern für den Heimgebrauch, dünne Materialschichten über die vorherigen Schichten gelegt, bis die Form fertig ist. Die Technik, die traditionell für Beton verwendet wird, bei der die Formen Schicht für Schicht gefüllt werden, ist in der Tat nicht weit davon entfernt.

Es jedoch positive Anzeichen für Innovation und Fortschritt in den letzten Jahren gegeben. Wir sehen den wirklichen Wert des 3D-Drucks im Bauwesen als Lösung für Katastrophenhilfe, das Bauen an abgelegenen Orten oder zur Bewältigung von Bevölkerungsproblemen und nicht als Ersatz für Standardwohnungen. Die Technologie zeigt bereits Vorteile, die sich im Laufe der Zeit herauskristallisieren werden.

Zum Beispiel wird die erste 3D-gedruckte Schule in Madagaskar noch in diesem Jahr ihre Türen öffnen. Das Potenzial in Entwicklungsländern, in denen es keine qualifizierten Arbeitskräfte gibt oder es schwierig ist, einen Arbeitsplatz zu organisieren, ist offensichtlich.

In den USA wird in der Wüstenlandschaft des Coachella Valley bald das erste US-Viertel mit 3D-gedruckten Häusern für einkommensschwache Familien entstehen. Der 3D-Druck beweist zunehmend, dass es möglich ist, kleine Strukturen schnell, kostengünstig und an abgelegenen Orten zu drucken, wo traditionelle Gebäude einfach nicht möglich sind.

Wir sehen auch die Vorteile, die die Technologie für Pop-up-Veranstaltungsorte wie Sportstadien und Krankenhäuser mit sich bringen würde, die schnell aufgebaut und anschließend umfunktioniert werden müssen.

Was sind die Vorteile des 3D-Hausdrucks?

Die Vorteile des 3D-Drucks im Wohnungsbau sind potenziell die gleichen wie in anderen Branchen, in denen sich die Technologie inzwischen etabliert hat: Geschwindigkeit, Bedarf, Nachhaltigkeit und Kosten.

Geschwindigkeit – Wir alle haben die Schlagzeilen über Häuser gesehen, die in “24 Stunden” gebaut wurden. Ob diese gewaltige Leistung nun möglich ist oder nicht, in den Niederlanden wurde kürzlich ein bewohnbares Haus entdeckt, das innerhalb von 120 Stunden gebaut wurde. Das ist eindeutig ein gewaltiger Sprung gegenüber der derzeitigen bis siebenmonatigen Bauzeit, die in Zeiten der Katastrophenhilfe äußerst nützlich ist.

Bedarf – In einer Zeit der Überbevölkerung und des massiven Wohnungsmangels gibt es für die Bauindustrie einen klaren Drang, sich nach alternativen Bauweisen umzusehen. Darüber hinaus der Mangel an Handwerkern, einschließlich Maurern, der die Bauindustrie bremst, werden die Argumente für neue Herstellungsmethoden immer deutlicher.

Nachhaltigkeit – Sie ist ein wichtiges Thema für alle Unternehmen, besonders aber für das^CO2-lastige Bauwesen. Beim 3D-Druck wird nur das benötigte Material verwendet. Da die Produktion vor Ort stattfindet, werden auch die Kohlenstoffemissionen von Baumaschinen und Transport erheblich reduziert. Jeder Zentimeter Material wird verwendet, wodurch es wesentlich einfacher ist, zu berechnen, wie viel überhaupt benötigt wird . Wie das Beispiel in den Niederlanden im letzten Monat zeigt, ist Beton jedoch immer noch ein sehr umweltschädliches Material – mit 70 kg^CO2 pro Tonne – und er bleibt eine der am meisten genutzten Ressourcen der Erde. Vielleicht kann die Erforschung anderer Materialien die Umweltauswirkungen kompensieren, wie bei der Entwicklung des kalifornischen Unternehmens ‘Mighty Buildings’, das ein neues Verbundmaterial für den 3D-Druck von Häusern in Oakland verwendet.

Kostenvorteil – 3D-gedruckte Strukturen haben viel niedrigere Baukosten als solche, die mit traditionellen Methoden gebaut werden, da weniger Rohmaterial und Arbeitskräfte benötigt werden. Diese Einsparungen können dann an den Kunden weitergegeben werden und schaffen in Zeiten explodierender Hauspreise erschwinglichen Wohnraum. In einigen Fällen wurden Häuser mit dem 3D-Druck für nur 10.000 $ oder sogar weniger erstellt.

Wie generell beim 3D-Druck entfallen auch bei der Technologie die Lagerkosten, da die Produkte und Bestände nicht gelagert werden müssen. Es gibt auch Einsparungen beim Transport, da der Druck vor Ort und auf Anfrage erfolgt, so dass Baumaschinen und Materialien nicht im ganzen Land transportiert werden müssen .

Der Materialverbrauch und die Materialverschwendung werden reduziert, und der 3D-Druck ermöglicht auch die Verwendung alternativer Materialien wie z.B. Verbundwerkstoffe, die oft billiger, aber genauso effektiv sein können wie die traditionell hergestellten Gegenstücke. Und schließlich senkt der 3D-Druck im Hausbau die Arbeitskosten, da weitaus weniger Arbeitskräfte vor Ort benötigt werden und Maschinen 24 Stunden am Tag bauen können, ohne auf Arbeitsmuster oder Schwerstarbeit angewiesen zu sein.

Fazit

Jede etablierte Industrie, auch die der verarbeitenden Industrie, neigt dazu, sich langsam zu bewegen. Daher bedeutet die fehlende Zustimmung der großen Bauhersteller, dass es unwahrscheinlich ist, dass dies in absehbarer Zeit ein Mainstream-Angebot wird. Sicherheitsbestimmungen sind in der Bauindustrie wichtiger denn je. Solange also keine entsprechenden Standards definiert sind, werden 3D-gedruckte Häuser immer noch im Prototypenstadium bleiben – entweder für die ganz Armen oder die ganz Reichen – um der Überbevölkerung in den Städten oder den Schwierigkeiten beim Bauen in abgelegenen Gegenden zu begegnen.

Wir befinden uns jedoch an der Schwelle. Mit zunehmendem Medieninteresse werden immer mehr Hersteller und Architekten auf uns aufmerksam. Wie der 3D-Druck in allen Branchen hat auch die Technologie ihren Platz und ihren Wert, aber die Vorstellung, einfach mit einem 3D-Drucker auf eine Baustelle zu kommen, ist nicht ganz richtig. Die Häuser brauchen immer noch Fundamente usw. Wir sehen diese Technologie als Ergänzung und nicht als Ersatz für die Technologie im regulären Bauwesen.