Wer vor dem phaeno steht, spürt es sofort: Hier gelten andere Regeln. Die fließenden Formen und die massiven „Cones“, auf denen das Gebäude ruht, brechen mit der klassischen Kasten-Architektur. Doch um solche Formen in Beton zu gießen, war bisher ein riesiger Aufwand für die Schalung nötig.
Was bisher mit dem Prinzip „Viel hilft Viel“ über massive Wände und dicke Stützen funktioniert hat, kann durch den 3D-Druck und die sog. Topologieoptimierung völlig anders angegangen werden.
💡Das Prinzip stammt aus der Natur:
Ein Baumstamm oder ein menschlicher Knochen ist nur dort massiv, wo tatsächlich Kräfte wirken. Im Inneren finden sich filigrane, hohlraumoptimierte Strukturen. Durch die additive Fertigung wie beim 3D-Druck, lässt sich diese biologische Logik quasi eins zu eins auf ein Gebäude übertragen.1
Am Ende wird Material nicht einfach großflächig verbaut, sondern präzise dort platziert, wo es für Statik zwingend nötig ist.
Das Ergebnis sind organische Formen.
Im geschlossenen Kreislauf: Bauen wir bald mit Pilzen?
Der Weg zum nachhaltigen Bauen führt über die Kreislaufwirtschaft (♻️Cradle-to-Cradle).
Das Ziel: Ein Gebäude, das am Ende seiner Nutzung nicht als Bauschutt endet, sondern als Rohstoffquelle dient. Besonders zukunftsweisend ist hier die Forschung an biologischen Tinten.
Aktuelle Projekte zeigen, dass Pilzmyzel 🍄 (das feine Wurzelgeflecht von Pilzen) in Kombination mit pflanzlichen Abfällen als druckbares Material fungieren kann.
Diese Strukturen sind nicht nur erstaunlich stabil, sondern am Ende ihres Lebenszyklus vollständig biologisch abbaubar.2
Apropos: Ein tieferer Einblick in diese „Pilz-Architektur“ folgt im September. Dr. Henrik-Alexander Christ vom Fraunhofer WKI in Braunschweig stellt das Projekt LuminousNetwork vor. Infos folgen dann über den Veranstaltungskalender - dranbleiben lohnt sich also.
Neben ästhetischen Visionen bietet der 3D-Druck handfeste Lösungen für globale Krisen.
Wenn nach Naturkatastrophen oder in Fluchtgebieten schnell Wohnraum benötigt wird, ist Zeit der entscheidende Faktor.
Mobile Großdrucker können hier den Unterschied zwischen einem Provisorium und einem echten Zuhause machen.
Was die „Häuser aus der Düse“ leisten3:
- Präzision in Rekordzeit: Während konventionelle Baustellen Wochen benötigen, können die Wandsysteme für einfache Häuser heute oft in unter 24 bis 48 Stunden reiner Druckzeit fertiggestellt werden.
- Lokale Ressourcen: Die Forschung konzentriert sich darauf, den Transportaufwand zu minimieren. Oft müssen nur der Drucker und ein spezielles Bindemittel geliefert werden – der Hauptbestandteil des „Betons“ kann aus lokalem Sand oder Erde gewonnen werden.
- Widerstandsfähigkeit: Im Gegensatz zu Zelten bieten gedruckte Strukturen Schutz vor extremen Witterungsbedingungen und besitzen eine wesentlich längere Lebensdauer, was sie zu einer nachhaltigen Lösung für langfristige Siedlungsprojekte macht.
…Vielleicht die ultimative Autarkie: Bauen auf dem Mond. 🌕
Die extremste Anwendung findet sich jenseits der Erdatmosphäre. 🚀
Raumfahrtorganisationen wie die NASA erforschen das sogenannte „Contour Crafting“, um Basen auf dem Mond oder Mars zu errichten.
🌌Die Mond-Basis aus dem Drucker4
Das Problem: Ein Kilo Material zum Mond zu transportieren, kostet aktuell etwa 1,2 Mio. Dollar. Ein ganzes Haus einzufliegen, ist schlicht unmöglich.
Die Lösung: „In-situ Resource Utilization“ (ISRU) – also die Nutzung dessen, was schon da ist.
Die Technik: Der Drucker nutzt Regolith (Mondstaub) als Basis für den „Beton“. So entstehen autarke Siedlungen ohne irdische Lieferketten.
Der 3D-Druck im Bauwesen trägt enorm viel Potenzial für unsere Zukunft und den Umgang mit Wohnumgebungen.
Es markiert den Übergang von ressourcenintensiver Handarbeit zu präziser, digitaler Fertigung. Diese Bauweise erlaubt mutigere, ökologischere und sozialere Ansätze. Es ist der Anfang einer Entwicklung, die das Bild der Städte – und vielleicht sogar anderer Planeten – nachhaltig prägen wird. Wir dürfen gespannt bleiben und wer bereits jetzt Wissen aus erster Hand mitnehmen möchte, kommt am besten zum Science Talk am 28. Mai.
Beim Science Talk spricht Prof. Inka Mai (TU Berlin) über das Thema „Roboter auf der Baustelle – Wie 3D-Druck das Bauen verändern kann“.
Sie gibt Einblicke, wie digitale Fertigung künftig auf Baustellen helfen kann, effizienter, schneller und materialsparender zu bauen.
Der Talk findet im phaeno Wissenschaftstheater statt und wird zudem als YouTube-Livestream angeboten.
🪧 Hinweis: Der Eintritt ist frei, eine Anmeldung ist nicht erforderlich.
Weitere Infos unter:
Science Talk 3D-Druck im Bauwesen
[1] Wangler, T. et al. (2016): Digital Concrete: Opportunities and Challenges. RILEM Technical Letters, 1, 67–75.
[2] Jones, M. et al. (2017): Mycelium Composites: A Review of Engineering Characteristics and Growth Kinetics. Journal of Bionanoscience. 11. 241-257.
[3] Hager, I. et al. (2016): 3D Printing of Buildings and Building Components as the Future of Sustainable Construction? Procedia Engineering, 151, 292–299.
[4] Khoshnevis, B. et al. (2005): Lunar Contour Crafting: A Novel Technique for ISRU-Based Habitat Development. NASA Institute for Advanced Concepts Phase II Report.