Forschungsprojekt 3D-Drucker soll Materialverbrauch im Bausektor verringern

Redakteur: Sandro Kipar

Forscher wollen den Materialvebrauch beim Bauen von Gebäuden und Brücken mithilfe additiver Fertigung deutlich senken. 50 bis 70 Prozent Material könnte eingespart werden.

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Mit dem 3D-Injektionsdruck-Verfahren soll die Bauweise leichter und sparsamer werden.
Mit dem 3D-Injektionsdruck-Verfahren soll die Bauweise leichter und sparsamer werden.
(Bild: ITE/TU Braunschweig)

Der Bau- und Gebäudesektor boomt - und mit ihm die Treibhausgase. Allein die Betonproduktion verursacht mehr Kohlendioxid-Emissionen als der gesamte Verkehr. Wissenschaftler der TU Braunschweig wollen dieses Problem nun mithilfe der additiven Fertigung angehen. Mithilfe digitaler Prozesse könne Baumaterial effizienter eingesetzt werden. Beton könnte zum Beispiel nur dort im Bauteil abgelegt werden, wo es tatsächlich gebraucht wird. 50 bis 70 Prozent Materialeinsparung versprechen sich die Forscher davon.

Bauweise wird leichter

An dem Projekt „Beyond 3D Printing – A novel spatial printing technology for lightweight spaceframe concrete structures“ sind die Forscher Dirk Lowke, Harald Kloft und Norman Hack beteiligt. Sie entwickeln ein 3D-Injektionsdruck-Verfahren (Injection 3D Concrete Printing), um leichte räumliche Strukturen herzustellen. „Gerade im Betonbau ist es üblich, dass man die Wände massiv betoniert. Wir möchten jedoch eine leichte, aufgelöste Bauweise erreichen, die man eher von Holz oder Stahl kennt“, sagt Lowke. Ein Betonstrang werde dafür in ein Trägermedium injiziert. Dadurch entstehe eine filigrane räumliche Struktur. „Im Versuch ist die Trägerflüssigkeit ein durchsichtiges Gel. Für den großtechnischen Anwendungsprozess wollen wir dieses durch eine mineralische Suspension ersetzen, die günstiger, ökologisch unschädlich und in großem Maßstab recycelbar ist“, so Lowke.

Einsatzgebiet könnte laut den Forschern der Brückenbau oder speziell bei Dachtragwerken sein. Diese Bauteile sollen in einer Fabrik gefertigt und vor Ort zusammengesetzt werden. „Neben dem CO2-Einsparpotenzial können wir mit unserem Verfahren auch neue Möglichkeiten in der Architektur schaffen, nämlich komplexe Geometrien ohne räumliche Einschränkungen“, sagt Lowke.

Aktuell ist das Forscherteam von einer tatsächlichen Realisierung noch weit entfernt. Sie rechnen mit mindestens zehn Jahren, bis die 3D-Druck-Technik großtechnisch eingesetzt werden kann. Zunächst soll die Machbarkeit nachgewiesen werden um zu zeigen, dass das Verfahren möglich ist.

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