3D-Druck in der Architektur nutzen

Brian Crotty | 30.08.2016 | 5 min read

architecture_drawing.jpegDie 3D-Technologie eröffnet verschiedene Möglichkeiten, architektonische Entwürfe ansprechender zu präsentieren und die dazugehörigen Bauteile und Bauformen zu entwickeln. Zum einen erleichtern maßgeschneiderte Modelle die Präsentation, zum anderen wird die Kleinserienproduktion spezieller Bauteile erschwinglich. Das Verfahren kann in der Entwurfsphase und bei der Herstellung von Prototypen gewinnbringend eingesetzt werden. Es erleichtert die Überarbeitung von Entwürfen bei höherer Genauigkeit, ohne dass zusätzliche Kosten entstehen.

Neue Bauteile für die Architektur

2013 kündigte ein Architekt die erstmalige Verwendung eines im 3D-Druck hergestellten Bauteils in einem Gebäude an. Adrian Priestman entwarf in Zusammenarbeit mit dem Bauunternehmen Skanska ein im 3D-Verfahren hergestelltes Mantelrohr, das 2000 Stunden lang unter Windlast und bei extremen Wetterverhältnissen getestet und schließlich zur Verwendung am Bau zugelassen wurde. Obwohl zur Zeit noch eher ein dekoratives Zubehörteil, zeigt diese Entwicklung, dass neue Formen und Bautechniken schon in diesem relativ frühen Stadium im Bauwesen verwendet werden.

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Modell eines tragenden Formteils in 3D-Druck, lasergesintert
(Foto: Adrian Priestman)

Ein bekannteres Beispiel aus jüngerer Zeit ist der LifeLab-Pavillon von 3M auf dem SXSW-Festival 2015, der aus über 1200 zusammengesteckten, im 3D-Verfahren hergestellten Rohrabschnitten bestand. In dem Maße, wie sich die Kosten für den 3D-Druck verringern und die erreichbare Präzision steigt, werden mehr und mehr solcher Anwendungen im Bauwesen Fuß fassen.

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Life Lab von 3M auf dem SXSW-Festival 2015
(Foto: 3M)

Das Lego-Prinzip

Lego_dimensions.pngViele Architekten sagen, dass ihr Interesse am Konstruieren durch das Spiel mit Lego-Bausteinen geweckt worden sei. Das Lego-Prinzip lässt sich auch sehr effektiv zur Präsentation variabler Entwürfe nutzen.

Die Idee ist einfach: Jede Entwurfsoption wird als 3D-Bauteil vorbereitet und erhält ein Verbindungsstück (z.B. einen Kreuzfuß). Die verschiedenen Varianten des Gesamtmodells können dann auf ähnlich einfache Art visualisiert werden, wie man es vom Zusammenstecken von Legosteinen kennt. Auch mehrfach auftretende Bauteile lassen sich leicht mit dem Basismodell verbinden. Es entsteht eine lebendige Präsentation „zum Anfassen“.

Mehrfarbdruck

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Blue BioLabs Brunnen Modell, 3D-Farbdruck
(Foto: 3YOURMIND)

Eine Nachteil lasergeschnittener oder im CNC-Verfahren hergestellter Modelle ist die Beschränkung der Farbpalette auf die zur Verfügung stehenden Materialien. Viele Architekten lösen dieses Problem durch zusätzliche Verarbeitungsschritte, die Zeit und Geld kosten. Beim 3D-Druck lässt sich in jedem einzelnen Bauteil eine fast unbegrenzte Anzahl von Farben realisieren. In Architekturmodellen werden solche verschiedenen Farben oft eingesetzt, um die Funktion von Bauteilen zu kennzeichnen oder spezielle Eigenschaften hervorzuheben.

In naher Zukunft, wenn 3D-Drucker Verbundteile aus verschiedenen Materialien herstellen können, könnten Architekturmodelle fast wie verkleinerte Originalbauwerke aussehen.


Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte

Für einen Ai Weiwei mag es leicht sein, einen Bauherren davon zu überzeugen, dass sein Projekt wie ein Vogelnest aussehen sollte. Normale Architekten dürften damit große Mühe haben. Die Möglichkeit, Architekturentwürfe mittels 3D-Druck zu visualisieren, wird dazu führen, dass mehr solche Entwürfe umgesetzt werden, die das Bauen zurück zu einer engeren Naturbindung und zu biophileren, menschengerechteren Entwürfen führen.

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Beijing National Stadium. Architekten: Herzog & de Meuron, ArupSport, China
(photo from Peter23)

Häuser im 3D-Druck

Seit kurzem wird 3D-Druck zunehmend auch in größerem Maßstab am Bau eingesetzt. Besonders das Drucken mit Sand und anderen unkonventionellen und massenverfügbaren Materialien bedeutet eine gewaltige Erweiterung der potenziellen Nutzungsmöglichkeiten des Verfahrens. Solche Bauweisen, wenn sie sich breiter etablieren, eröffnen weltweit neue Möglichkeiten preiswerten Bauens. 

Da die so gedruckten Komponenten plastisch formbar sind, lassen sich zusätzliche Bauteile direkt in die Wände integrieren, um den verfügbaren Raum effizient und benutzerfreundlich zu gestalten. Als Verbindungsglied zwischen neuen Materialien und effizienter Raumnutzung könnte das Verfahren einen grundsätzlichen Wandel in Richtung Gebäudeeffizienz befördern.

Die Zukunft des 3D-Drucks in der Architektur

In dem Maße, wie die architekturelle 3D-Technologie den Kinderschuhen entwächst, werden mehr und mehr praktische Anwendungsfälle sichtbar werden. Obwohl komplette Gebäude, aus verschiedenen Materialien gedruckt, denkbar sind, werden es in näherer Zukunft vor allem einzelne Verbindungselemente und Bauteile in Kleinserie sein, mit denen sich neue Bauformen realisieren lassen.

Auf die Entwicklung der modernen Architektur haben 3D-Druckverfahren schon jetzt einen maßgeblichen Einfluss.

Um über die Entwicklung von 3D-Druck in der Architektur zu lesen, lesen Sie unsere früheren Post - Wie wird 3D-Druck die Architektur beeinflussen?

 

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