INHALTSVERZEICHNIS
Wie können 3D-Drucker auf Baustellen eingesetzt werden?
Welche Verfahren werden beim 3D-Druck im Wohnungsbau eingesetzt?
Was sind die Vorteile und Nachteile des 3D-Drucks im Vergleich zu anderen Fertigungsmethoden?
Welchen Einfluss hat der 3D-Druck auf den Baubereich?
Einleitung
Der 3D-Druck im Bauwesen verspricht, die Art und Weise, wie wir Gebäude entwerfen und errichten, grundlegend zu verändern. In Deutschland werden immer mehr 3D-Druckprojekte realisiert und auch der Staat erkennt das Potenzial von 3D-Druck im Bauwesen und finanziert mit. So zogen im Dezember 2024 sechs Familien in das erste öffentlich geförderte Mehrfamilienhaus aus dem 3D-Drucker ein.
Der Baubeginn des Hauses im nordrhein-westfälischen Lünen war zwar bereits im Juli 2023 – die reine Druckzeit belief sich jedoch nur auf 118 Stunden. Das sind nicht einmal fünf Tage. Noch sind solche Bauvorhaben vergleichsweise teuer und daher teilweise von Förderungen abhängig, perspektivisch jedoch können sie auch für mittelständische Baufirmen zu einer Zukunftstechnologie werden.
Wie können 3D-Drucker auf Baustellen eingesetzt werden?
Beim 3D-Druck im Bauwesen werden großformatige 3D-Drucker auf den Baustellen eingesetzt, die schichtweise Baumaterialien wie Beton, Lehm oder spezielle Mörtelmischungen auftragen. Diese Technik nennt man extrusionsbasiertes Verfahren, auch Fused Deposition Modeling (FDM).
Auf den Baustellen arbeiten die Drucker nach dem Prinzip der additiven Fertigung: Ein digital erstelltes 3D-Modell wird in einzelne Schichten zerlegt und anschließend von der Maschine präzise aufgebaut. Dabei wird das Material durch eine Düse extrudiert, die entweder auf einer Schiene oder an einem robotergesteuerten Arm bewegt wird.
Ein Beispiel dafür ist ein Projekt in Beckum, Nordrhein-Westfalen, bei dem ein 160-Quadratmeter-Haus in nur etwa 100 Stunden gedruckt wurde. Der gesamte Bauprozess, einschließlich Innenausbau, dauerte acht Monate, was im Vergleich zu traditionellen Bauweisen deutlich schneller ist.
Welche Verfahren werden beim 3D-Druck im Wohnungsbau eingesetzt?
Folgende drei Verfahren werden beim 3D-Druck im Wohnungsbau am häufigsten eingesetzt: das Extrusionsverfahren, die Pulververbindung und das additive Schweißen.
Die 3D-Drucker kommen dazu entweder direkt auf der Baustelle zum Einsatz oder produzieren offsite. Dabei werden verschiedene Bauelemente in Fabriken vorgefertigt und dann erst später zusammengefügt. Einige besonders komplexe Druckverfahren erlauben sogar das gleichzeitige Einbringen von Dämmstoffen oder Verstärkungen.
Was sind die Vorteile und Nachteile des 3D-Drucks im Bauwesen im Vergleich zu anderen Fertigungsmethoden?
Der größte Vorteil von 3D-Druck gegenüber anderen Fertigungsmethoden ist eine deutlich kürzere Bauzeit. Wenn ein Projekt schnell fertiggestellt werden kann, sparen Bauunternehmen neben Zeit, auch erhebliche Kosten durch Arbeitskräfte.
Weitere Vorteile sind die hohe mechanische und thermische Belastbarkeit sowie die hohe Bauteildichte. Beim Bau werden keine Stützstrukturen wie bei klassischen Fertigungsmethoden benötigt. Der 3D-Druck im Bauwesen ermöglicht es, komplexere und neue Formen herzustellen sowie umweltfreundliche und recyclebare Materialien zu verwenden.
Durch den präzisen Materialauftrag wird nur die tatsächlich benötigte Menge verwendet, was den Materialverbrauch reduziert und Abfall minimiert. Ressourcen können also effizienter eingesetzt werden, was zu Kosteneinsparungen auf Seiten der Bauunternehmen führt.
Bei einer vergleichbar neuen Technologie treten dennoch einige Nachteile gegenüber herkömmlichen Fertigungsmethoden auf: Es gibt Material- und Technikbegrenzungen, regulatorische Hürden, und einen Mangel an Fachkräften, die mit der Technologie von 3D-Druck im Bauwesen vertraut sind. Auch äußere Einflüsse wie Witterungsbedingungen können den Druckprozess beeinträchtigen und erschweren; insbesondere dann, wenn direkt auf der Baustelle gedruckt wird.
Welchen Einfluss hat der 3D-Druck auf den Baubereich?
Der Einfluss von 3D-Druck auf den Baubereich in den Punkten Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit ist enorm. Die Baubranche ist verantwortlich für einen bedeutenden Teil (etwa 30%) der globalen Treibhausgase und hat daher einen großen Einfluss auf die CO2-Bilanz.
Hier setzt der 3D-Druck an; er reduziert Materialabfall, nutzt recycelte Materialien, verringert außerdem Arbeitskosten und Zeit und erweist sich so sowohl als nachhaltige und kostengünstige Option im Bauwesen.
Außerdem ermöglicht der 3D-Druck Architekten eine bisher unerreichte Gestaltungsfreiheit. Komplexe und organische Formen, die mit traditionellen Methoden schwer oder gar nicht realisierbar wären, können so problemlos umgesetzt werden. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für innovative und ästhetisch ansprechende Designs.
Fazit
Der 3D-Druck im Bauwesen steht noch am Anfang seiner Entwicklung, zeigt jedoch bereits jetzt ein enormes Potenzial, die Branche zu revolutionieren. Die Vorteile in Bezug auf Effizienz, Designfreiheit und Nachhaltigkeit sind überzeugend.
Gleichzeitig müssen jedoch die bestehenden Herausforderungen aktiv angegangen werden, um den 3D-Druck im Bauwesen fest zu etablieren. Gebäude wie das Mehrfamilienhaus in Lünen bleiben also erstmal vielversprechende Prototypen, die zu weiteren Forschungsprojekten anregen und die Öffentlichkeit von dieser Zukunftstechnologie überzeugen können.
Wir als Pejano Bauunternehmung GmbH sind uns sicher mit fortschreitender Forschung, klaren regulatorischen Rahmenbedingungen und zunehmender Akzeptanz könnte der 3D-Druck im Bauwesen in naher Zukunft eine tragende Rolle spielen.
