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3D-Betondruck - Erstes 3D-gedrucktes Wohnhaus Deutschlands

3D-Betondruck
Erstes 3D-gedrucktes Wohnhaus Deutschlands

Es ist zweifelsohne ein Meilenstein: Erstmals kommt in Deutschland ein Wohnhaus aus dem Drucker. Den Baustoff dafür liefert HeidelbergCement. Das Hightech-Material „i.tech 3D“ wurde von der HeidelbergCement-Tochter Italcementi speziell für den 3D-Betondruck entwickelt. 

Das zweigeschossige Einfamilienhaus im nordrhein-westfälischen Beckum mit circa 80 m² Wohnfläche pro Geschoss besteht aus dreischaligen Wänden, die mit Isoliermasse verfüllt werden. Erstellt wird das Gebäude von einem auf der Baustelle installierten 3D-Betondrucker. Das Erdgeschoss steht bereits.

Herausforderung Betondruck

 „Die Entwicklung eines zementgebundenen Materials für den 3D-Druck ist eine große Herausforderung. Es sollte gut pumpbar und gut extrudierbar sein”, so Dr. Jennifer Scheydt, Leiterin der Abteilung Engineering & Innovation bei HeidelbergCement Deutschland. „Außerdem muss es schnell eine ausreichende Tragfähigkeit ausbilden, damit die unteren Schichten nicht unter der Last der oberen Schichten versagen. Hierbei muss gleichzeitig der Verbund zwischen den Schichten sichergestellt sein.”

Aus der Tiefe des Materials

Gedruckt wird das Haus in Beckum von PERI, einem der führenden Hersteller von Schalungs- und Gerüstsystemen für die Bauindustrie. „Der Druck des Wohnhauses in Beckum ist ein Meilenstein für die 3D-Betondruck-Technologie“, so Thomas Imbacher, Geschäftsführer Innovation & Marketing der PERI GmbH. „Wir sind davon überzeugt, dass das Drucken mit Beton in den nächsten Jahren in bestimmten Marktsegmenten an Bedeutung gewinnen wird und erhebliches Potenzial hat. Weitere Wohnhaus-Druckprojekte in Deutschland sind bereits in der Vorbereitung.“

Der Portaldrucker wurde von der Fa. COBOD entwickelt. PERI ist seit 2018 an diesem dänischen Hersteller beteiligt. 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.

Noch nicht zu Ende erfunden

Problemlose Genehmigung

Diese in Deutschland erstmals ausgeführte völlig neue Bautechnik durchlief in den letzten Wochen und Monaten problemlos alle behördlichen Genehmigungsprozesse. Die von der nordrhein-westfälischen Baubehörde erteilte Zustimmung im Einzelfall für das Projekt ist von HeidelbergCement gemeinsam mit PERI erwirkt worden.

„HeidelbergCement hat als leistungsstarker und innovativer Partner dazu beigetragen, dass alle offenen Fragen zur Bauweise und zum Druckbaustoff schnell und problemlos geklärt werden konnten“, so Fabian Meyer-Brötz, Leiter 3D-Construction Printing bei PERI.

Mit der Erarbeitung des Konzepts zur Erwirkung der Genehmigung unterstützte das Ingenieurbüro Schießl Gehlen Sodeikat, die Planung und Durchführung der entsprechenden Zulassungsprüfungen erfolgte durch die TU München.

Neue Freiheiten in der Formgebung

Dank der umfangreichen Kenntnisse über Zement und Beton sowie der innovativen Forschung bei HeidelbergCement und seiner Tochter Italcementi bietet das Unternehmen Architekten, Bauherren und Unternehmen, die Häuser oder Betonprodukte mit 3D-Druckern realisieren möchten, künftig qualitativ hochwertige Produkte und technisches Know-How an.

„Wir haben den traditionellen Baustoff Beton an die Möglichkeiten angepasst, die uns die Digitalisierung bietet“, so Enrico Borgarello, Director Global Product Innovation bei HeidelbergCement und verantwortlich für die Entwicklung von „i.tech 3D“.

Amsterdamer Edelstahlbrücke im 3D-Druckverfahren realisiert

Der innovative Baustoff für den 3D-Druck erlaubt so nicht nur neue Freiheiten in der Formgebung, sondern auch mehr Vielfalt, weil jedes Bauteil individuell gestaltet werden kann. Nicht zuletzt ermöglicht er – wie in Beckum eindrucksvoll unter Beweis gestellt wird – eine deutliche Beschleunigung des Bauprozesses. Somit kann „i.tech 3D“ ganz unterschiedlichen Playern der Baubranche einen Innovationsschub ermöglichen.

Anwendungsgebiete

Der Baustoff „i.tech 3D“ ist laut Hersteller hervorragend geeignet für den 3D-Extrusionsdruck von:

  • geraden oder geschwungenen, sowohl tragenden als auch nicht tragenden Bauteilen;
  • Fertigteilen oder auf der Baustelle gedruckten Bauteilen, z.B. Gebäude, Säulen, Fassaden, Treppen.

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