3D-Druck in der Bauindustrie – Was gibts Neues?

Der 3D-Druck hat in den letzten Jahren Einzug in die Baubranche gehalten und verspricht, die Art und Weise, wie wir Gebäude entwerfen und errichten, grundlegend zu verändern. Auch in Deutschland werden immer mehr 3D-Druckprojekte realisiert. Ein aktuelles Beispiel: Im Dezember 2024 zogen sechs Familien in das erste öffentlich geförderte Mehrfamilienhaus ein, das im 3D-Druckverfahren hergestellt wurde. 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.

3D-Druck im Bauwesen

Beim 3D-Druck im Bauwesen kommen großformatige 3D-Drucker zum Einsatz, die schichtweise Baumaterialien wie Beton, Lehm oder spezielle Mörtelmischungen auftragen. Diese Drucker arbeiten 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. Diese Drucker können entweder direkt vor Ort arbeiten und dort ganze Bauwerke erstellen oder sie arbeiten offsite. Das bedeutet das verschiedene Bauelemente in Fabriken vorgefertigt werden und dann erst später zusammengefügt werden. Einige besonders komplexe Druckverfahren erlauben sogar das gleichzeitige Einbringen von Dämmstoffen oder Verstärkungen. Insgesamt lässt sich zusammenfassen, dass die Strukturen, die durch 3D-Druck entstehen nicht nur effizienter, sondern auch nachhaltiger und kostengünstiger sein können.

Grafik 3D-Druck im Baugewerbe

Vorteile und Chancen

3D-Druckverfahren im Bauwesen einzusetzen, bietet zahlreiche Vorteile und Chancen. Einer der größten Pluspunkte ist die erhebliche Reduzierung der Bauzeit.

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. Wenn ein Projekt so schnell fertiggestellt wird, sparen Bauunternehmen nicht nur Zeit, sondern auch erhebliche Kosten. Der Grund: bei einer verkürzten Bauzeit, werden auch weniger Arbeitskräfte beziehungsweise Arbeitskräfte weniger lang benötigt.

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. Der Kreativität sind hierbei kaum Grenzen gesetzt.

Die Baubranche ist verantwortlich für einen bedeutenden Teil (etwa 39%) der globalen Treibhausgase und hat daher einen großen Einfluss auf die CO2-Bilanz. Hier bietet der Einsatz von 3D-Druckverfahren eine einmalige Chance die Nachhaltigkeitswende in der Baubranche zu unterstützen. Denn 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. Zudem können umweltfreundliche und recycelbare Materialien genutzt werden, was die ökologische Bilanz weiter verbessert.

Herausforderungen und Kritik

Zwar bringt der Einsatz von 3D-Drucktechniken zahlreiche Chancen mit sich, kann aber dennoch Bauunternehmen vor Herausforderungen stellen.

Da wären zum einen Material- und Technikbegrenzungen. Aktuell sind nur bestimmte Materialien für den 3D-Druck geeignet, was die Auswahl einschränkt. Zum anderen können äußere Einflüsse wie Witterungsbedingungen den Druckprozess beeinträchtigen, insbesondere wenn direkt auf der Baustelle gedruckt wird.

In vielen Ländern gibt es zudem noch regulatorische Hürden, die Bauvorhaben erschweren können. Oft existieren beispielsweise noch keine klaren Richtlinien oder Standards für den 3D-Druck im Bauwesen. Genehmigungsverfahren erfolgen häufig auf Einzelfallbasis, was den Prozess verlangsamen kann. Zukünftig könnten sich diese Verfahren jedoch durch den neuen Gebäudetyp E vereinfachen.

Zwar zeigt das Beispiel des Mehrfamilienhauses in Lünen, dass ein Teil der Bevölkerung gewillt ist, sich auf neue Formen des Wohnungsbaus einzulassen, dennoch lässt sich dies nicht auf die breite Öffentlichkeit übertragen.  Die Akzeptanz von 3D-gedruckten Gebäuden ist hier (noch) begrenzt. Diese Herausforderung gilt es in den nächsten Jahren durch mehr Informationen und überzeugende Projekte anzugehen. Eine weitere Schwierigkeit ist der Mangel an Fachkräften, die mit der 3D-Druck-Technologie vertraut sind. So entsteht Schulungs- und Weiterbildungsbedarf. Und das in einer sowieso angespannten Lage, in der die Branche unter Fachkräftemangel leidet und seit 2024 einen Rückgang der Beschäftigungszahlen verzeichnet.

Auch in den Bereichen Fortschrittlichkeit und Wirtschaftlichkeit schwächeln 3D-Druckverfahren. Denn obwohl der 3D-Druck vielversprechend ist, ist die Technologie für den massenhaften Einsatz im Bauwesen noch nicht vollständig ausgereift. Es bedarf weiterer Forschung und Entwicklung, um die Prozesse zu skalieren und wirtschaftlich rentabel zu gestalten.

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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 als festen Bestandteil des Bauwesens zu etablieren. Gebäude wie das Mehrparteienhaus in Lünen bleiben also erstmal vielversprechende Prototypen, die zu weiteren Forschungsprojekten anregen und die Öffentlichkeit von dieser Zukunftstechnologie überzeugen können.

Mit fortschreitender Forschung, klaren regulatorischen Rahmenbedingungen und zunehmender Akzeptanz könnte der 3D-Druck in naher Zukunft eine tragende Rolle im Bauwesen spielen.

Pejano Bauunternehmung GmbH, Februar 2025

Quellen:

https://www.gira.de/g-pulse-magazin/architektur/3d-drucker-haus#

https://bauvolution.de/2024/01/30/3d-druck-von-gebaeuden-potenziale-und-herausforderungen/

https://www1.wdr.de/nachrichten/ruhrgebiet/haus-drucker-luenen-100.html

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