3D-Druck in der Baupraxis

Der Druck der ersten Betongebäude in Deutschland hat gezeigt, dass die Digitalisierung Einzug in die Baustelle gehalten hat und die Zukunft auch in der Baubranche angekommen ist. Da mit dem 3D-Betondruck der Fachkräftemangel adressiert wird und durch intelligentes Design der Materialeinsatz optimiert werden kann, birgt dieses additive Fertigungsverfahren das Potenzial, Häuser schneller und zu geringeren Kosten zu bauen und dabei gleichzeitig zur Nachhaltigkeit beizutragen.

Zwei erste Projekte wurden realisiert: Ein Mehrfamilienhaus im bayerischen Wallenhausen mit 330 m² Wohnfläche sowie ein Einfamilienhaus im nordrhein-westfälischen Beckum mit 160 m² Wohnfläche.

Das Grundkonzept der Außenwände dieser Gebäude stellt eine gedruckte verlorene Schalung dar, die entweder mit Dämmmaterial oder mit Ortbeton verfüllt wird. Auch die Innenwände der Häuser wurden gedruckt, wodurch eine sehr individuelle Gestaltung der Wohnräume möglich war.

Gedruckt wurden die Gebäude von der Peri GmbH, einem der führenden Hersteller von Schalungs- und Gerüstsystemen für die Bauindustrie. Der Portaldrucker BOD2 wurde von der dänischen Firma Cobod entwickelt, an der Peri seit 2018 beteiligt ist. Der Druckkopf bewegt sich auf einem fest installierten Metallrahmen in alle drei Raumachsen. Dadurch kann der Drucker sich an jede Position innerhalb der Konstruktion bewegen. Während des Druckvorgangs berücksichtigt der Drucker zudem die später zu verlegenden Leitungen und Anschlüsse, zum Beispiel für Wasser oder Strom.

Das für den Druck eingesetzte und rein mineralische Material „i.tech 3D“ wurde von der HeidelbergCement-Tochter Italcementi entwickelt. Es wurde betontechnologisch so konzipiert, dass es zum einen gut pumpbar und zudem gut extrudiert ist. Es entwickelt schon sehr früh eine ausreichende Tragfähigkeit, damit die unteren Schichten die Last der oberen Schichten tragen können. Gleichzeitig stellt es den Verbund zwischen den Schichten sicher. Die gute Interaktion des Materials mit dem Drucker BOD2 ermöglichte einen reibungslosen Bauablauf.

Diese in Deutschland erstmals ausgeführte völlig neue Bautechnik hat im Jahr 2020 problemlos alle behördlichen Genehmigungsprozesse durchlaufen. Die von den Baubehörden erteilten Genehmigungen wurden gutachterlich begleitet vom Ingenieurbüro Schießl Gehlen Sodeikat und der TU München.

Im Rahmen des Vortrags zu den Projekten werden der Drucker und das Material vorgestellt sowie die Gebäudekonzepte und Zulassungsverfahren angerissen.