BEYOND NOW: Wie 3D-Druck das Bauen verändert
Vom Bauteil bis zum Haus aus dem 3D-Drucker: Das Potenzial von additiver Fertigung in Architektur und Bauwesen ist riesig. Doch wie verändert die Technologie das Handwerk, wie wirken die neuen Formen auf Mensch und Umwelt und was steckt eigentlich hinter dem Hype? Mit 3D-gedruckten Objekten aus Beton möchten Dr.-Ing. Fabian Ehle, M. Sc. Timon Echt und Jun.-Prof. Dr.-Ing. Luise Göbel aufklären und den Fertigungsprozess im Rahmen des Projektes »Print4PR« erfahrbar machen.
Fünf Minuten dauert der Druck einer kunstvoll geschwungenen Betonvase, wenige Minuten die Erstarrung. Was keiner sieht: Wie viel Arbeit in der Modellierung der Form steckt, welche Geheimzutaten die Betonmischung beinhaltet und wie lange die Maschine nach dem Druck gereinigt werden muss. »Von außen betrachtet wirkt der 3D-Betondruck fast wie Magie«, kommentiert Fabian Ehle von der Juniorprofessur Werkstoffmechanik. Auch die Baubranche erwartet einen regelrechten Boom: Der Anteil digitaler und robotergestützter Prozesse steigt. Das Interesse an Bauteilen bis hin zu ganzen Häusern aus dem 3D-Drucker ist riesig. Gemeinsam mit seinem interdisziplinären Team hat Fabian Ehle deshalb das Projekt »Print4PR« ins Leben gerufen, um die Einsatzmöglichkeiten und Grenzen des 3D-Drucks in Architektur und Bauindustrie aufzuzeigen sowie Vorbehalte abzubauen.
Bis vor Kurzem hatte der Elektroingenieur mit Fokus auf magnetische Kleinantriebe und Messtechnik selbst wenig Berührung mit dem Baustoff Beton. Seit 2024 ist er Teil der NanoMatFutur-Nachwuchsforschergruppe im Rahmen des Projektes »StimuCrete« unter Leitung von Jun.-Prof. Dr.-Ing. Luise Göbel. Gemeinsam entwickeln die Ingenieur*innen einen »intelligenten« Beton, welcher durch äußere oder innere Anregung in Sekunden erstarren und nach Bedarf auch wieder verflüssigt werden kann. Ein Novum, das insbesondere für die additive Fertigung von Vorteil wäre: Hierbei wird flüssiger Beton Schicht für Schicht aufgetragen. Damit daraus beispielsweise eine Wand entstehen kann, muss das Material am besten direkt nach dem Ablegen aus dem Druckkopf erstarren. Das Problem: Fehler lassen sich nach dem Erstarren oft nicht mehr korrigieren. »Durch einen flexiblen, anpassungsfähigen Beton könnte der Materialeinsatz reduziert werden, was nicht nur die Kosten senkt, sondern auch CO2 einspart«, erklärt Luise Göbel.
Klingt kompliziert? Um etwas zu verstehen, muss man es selbst ausprobieren, sind die Nachwuchswissenschaftler*innen überzeugt. Deshalb bauen sie gerade ein neues Labor auf, das »DigitalPrintCreteLab«, ausgestattet mit einem 3D-Mörteldrucker, das zukünftig für studentische und wissenschaftliche Experimente zur Verfügung stehen soll. Ergänzend wird ein Bauhaus-Modul zum Thema »3D-Betondruck« konzipiert, welches 2026 starten könnte. »Die Lehrveranstaltung soll Studierenden aller Fakultäten die Möglichkeit geben, sich ohne spezielle Vorkenntnisse dem Thema 3D-Betondruck aus verschiedenen Ausgangspositionen — gestalterisch, künstlerisch, technisch und wissenschaftlich — zu nähern«, erklärt Ehle. Überdies soll das Material Beton durch 3D-gedruckte Design-Objekte im Rahmen einer Ausstellung auf eine sinnliche Weise erfahrbar werden. Bei der Konzeption der Exponate unterstützt Hannah Friedrich, Studentin der Visuellen Kommunikation.
Gefördert durch die Bauhaus-Universität Weimar im Kontext der Jahresthemen »Beyond Now ⸺ Umwelten« und des Programms »Lighthouses@B&U« der Fakultät Bau und Umwelt.
Projektbeteiligte:
Dr.-Ing. Fabian Ehle, M.Sc. Timon Echt, Jun.-Prof. Dr.-Ing. Luise Göbel, Fakultät Bau und Umwelt, Juniorprofessur Werkstoffmechanik
Text: Dana Höftmann
Fotos: Julian Linden
Social Media: Marit Haferkamp
Signet: Romi Klockau
Konzept und Redaktion: Claudia Weinreich