Häuser aus dem 3D-Drucker –
eine zukunftsträchtige Bauweise
Minihäuser erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Und, die 3D-Druck-Technologie könnte auch in diesem Bausegment einen Beitrag zur raschen Fertigstellung von dringend benötigten Wohneinheiten leisten: Durch den Einsatz der innovativen Möglichkeiten additiver Fertigung lassen sich gerade bei kleinen Häusern, die vor Ort ganz einfach ausgedruckt werden, hohe Baukosten einfach einsparen. Modulare 3D-Drucker für Beton könnten, mit den entsprechenden Programmen gefüttert, ganze Minihaussiedlungen erstellen:
Einzelne Bauteile können dabei nach wie vor separat angefertigt und über die konventionellen logistischen Wege zum Bauland transportiert werden. Entfallen diese Transportwege, wird der 3D-Druck jedoch nachhaltiger. Apropos Nachhaltigkeit: Beim industriellen Einsatz der additiven Fertigung lassen sich eventuelle Reste oder Überschüsse der Werkstoffe (Keramikpulver, Metall oder Glas) annähernd verlustfrei für den nächsten Druckvorgang einsetzen. Bei der Fertigung von Häusern mittels 3D-Druck ist es mittlerweile sogar möglich, auch Fenster und Türen additiv anfertigen zu lassen. In Russland gibt es bereits erste Patente für den 3D-Druck von Diamanten und Ersatzteilen aus Diamant-Filamenten.
Extraterrestrisches Wohnen: Schon bald keine Zukunftsfiktion mehr?
Was heute für einige Menschen noch nach Science-Fiction klingen mag, könnte in den nächsten zehn Jahren bereits Realität werden. Zumindest, wenn es nach den internationalen Forschern und Raumfahrern geht, die bis 2030 ein Dorf auf dem Mond additiv ausgedruckt haben wollen und anschließend die Herstellung von Wohneinheiten auf der Marsoberfläche planen. Ein Habitat auf einem anderen Planeten oder unserem erdnahen Trabanten dem Mond muss aber nicht nur einen angemessenen Lebensraum für Astronauten und Kosmonauten spenden, sondern vor allem auch vor eventuellen Gefahren aus den Tiefen des Weltalls schützen. Die Wände der Gebäude auf Mond und Mars werden daher aus dem dort vorhanden Staub mit einer speziellen Wabenstruktur versehen, welche die Außenwände auch gegen einschlagende Meteoriten oder andere Gesteinsbrocken schützen sollen.
Minihäuser per 3D-Druck fertigen lassen
Grundsätzlich ist die neuartige Technologie des 3D-Drucks auch in Deutschland in vielen Branchen angekommen. Wie bei Fragen zur Digitalisierung bildet die Bundesrepublik aber auch im Bereich der additiven Fertigung eines der Schlusslichter im weltweiten Wettbewerb. Zwar lernen auch bei uns junge Studierende mittlerweile im Architekturstudium, mit moderner CAD-Software umzugehen, in den meisten Architekturbüros mangelt es jedoch bislang noch an gut ausgebildeten Fachkräften, die Rapid Prototyping auf einem FDM-3D-Drucker beherrschen. Unter Rapid Prototyping wird der Miniaturdruck ganzer Gebäudekomplexe verstanden, aber auch Minihäuser lassen sich auf diese Weise als Miniatur aus Kunststoff den Bauherren präsentieren.
Dank der Weiterentwicklung des 3D-Drucks für Beton wird es erstmals möglich, auch mit einem Gemisch aus Beton und Stahl zu variabel mischbaren Teilen zu arbeiten. Bislang war es für den Hausbau nötig, Stahlelemente in Beton einzuarbeiten, was zeitaufwendig und umständlich ist. Mittels 3D-Druckern mit Multiextrudern können aber unterschiedliche Werkstoffe ganz einfach gleichzeitig verarbeitet werden, was im privaten Anwenderbereich oftmals eingesetzt wird, um Stützstrukturen aus wasserlöslichen Druckfilamenten zu erzeugen oder mit unterschiedlichen Farben in 3D zu drucken.
Komplexe Gebäudestrukturen sind noch Zukunftsmusik
Mit einem 3D-Drucker für Stahl und Beton lassen sich bislang ausschließlich begrenzte Bereiche bedrucken. Werden Einzelteile für den Hausbau additiv gefertigt, lassen sich diese Beschränkungen umgehen. Die einzelnen Elemente müssen dann miteinander verfugt werden, ähnlich wie beim konventionellen Hausbau.
Für den Bereich des ökologischen Hausbaus ist der Baustoff Lehm natürlich wesentlich interessanter als Beton und Stahl. Dass sich Minihäuser aus Lehm und natürlichen Faserstoffen ebenfalls additiv fertigen lassen, hatten wir in unserem Artikel über Gaia, das Lehmhaus aus dem 3D-Drucker bereits berichtet. Komplex aufgebaute Gebäude entstehen aktuell mit dieser Fertigungsweise nicht. Bereits jetzt lassen sich dadurch jedoch einfache Wohnmodule errichten. Auch in solchen Minihäusern muss keineswegs auf Wohnkomfort verzichtet werden. Ein multifunktionales Wohnkonzept ist hier die Lösung: Praktische Möbel wie Schlafsofas bieten den großen Vorteil, dass sich der Wohnbereich sowohl zum Wohnen, wie auch zum Schlafen nutzen lässt. In Ferienhäusern bewährte Lösungen lassen sich – den eigenen Wunsch nach Reduktion vorausgesetzt – ebenso im kleinen Eigenheim umsetzen.
Wer ähnlich der geplanten Habitate auf Mond und Mars mittels additiver Fertigung bauen möchte, wird zukünftig 3D-Drucker auf dem eigenen Grundstück einfach etwas versetzt ein zweites Mal laufen und zur Wohnraumerweiterung weitere Module ansetzen lassen können. Die Baukosten erhöht dies nur unwesentlich. Die exakte Planung eines Modulhauses, das dann gar nicht mehr als so „tiny“ bezeichnet werden kann, nimmt dabei die meiste Zeit in Anspruch. Beim Hausbau selbst fallen allein mehr Strom- und Materialkosten an, denn ein 3D-Drucker für den Hausbau arbeitet autonom, menschliche Assistenz wird während des Druckvorgangs nicht benötigt.
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