Wie der 3D-Druck das Bauwesen verändert
Früher war alles einfacher. Drucken zum Beispiel bedeutete, auf einem geeigneten Material wie Papier mit spezieller Tinte Schriftsätze oder grafische Elemente abzubilden. „Früher“ endete bereits 1984, als der US-amerikanischer Erfinder Chuck Hull mit der Stereolithografie die Urform des 3D-Drucks patentieren ließ. Es dauerte noch viele Jahre, bis das Verfahren mit leistungsfähigen Computern und neuen Materialien serienreif wurde – heute ist der 3D-Druck jedoch an der Schwelle, viele Wirtschaftszweige nachhaltig zu verändern, darunter auch das Bauwesen.
Das Wichtigste zum 3D-Druck im Bauwesen in Kürze
- Der 3D-Druck stellt Gegenstände schichtweise anhand eines Computermodells her und verwendet neben Kunststoff auch Materialien wie Keramik oder Beton.
- Die additive Fertigung eignet sich besonders für geometrisch komplizierte Einzelstücke und bietet aufgrund des minimalen Materialverbrauchs und der Vermeidung von Überproduktion große Nachhaltigkeitsvorteile.
- Im Bauwesen ist der 3D-Druck aktuell noch eine Randerscheinung, wird aber in der Vorfertigung von Teilen oder zur Erstellung ganzer Gebäude (auch mehrstöckig) potenziell erfolgreich eingesetzt.
- Die Technologie kann in Zukunft helfen, Materialengpässe zu umgehen, da die Produktion von Bauteilen von Herstellern zu den Baufirmen verlagert werden könnte.
3D-DRUCK – WAS IST DAS?
Die im allgemeinen Sprachgebrauch übliche Bezeichnung 3D-Druck fasst mehrere komplexe Fertigungstechniken zusammen. Inwieweit man jenseits des zweidimensionalen Raums überhaupt noch von „Druck“ sprechen kann, ist strittig – es handelt sich vielmehr um ein Herstellungsverfahren, und die 3D-Drucker sind hochspezialisierte Maschinen.
Wissenschaftlich präziser ist wohl die Bezeichnung „additive Fertigung“, weil anhand eines Computermodells Gegenstände schichtweise hergestellt werden. Auf eine dünne Materialschicht (anfangs ausschließlich Kunststoff, heute auch Metalle, Keramik, Gips und sogar Beton) wird die nächste aufgetragen und ausgehärtet, sodass am Ende das gewünschte Objekt entsteht.
WANN EIGNET SICH DIE ADDITIVE FERTIGUNG?
Der größte Nachteil des 3D-Drucks sind auch 2023 noch die hohen Kosten für die Anschaffung der Geräte, die relativ lange Fertigungsdauer für ein einzelnes Stück und das begrenzte Volumen der Drucker, die natürlich keine beliebig großen Teile anfertigen können. Im Umkehrschluss bedeutet das: Die additive Fertigung eignet sich vor allem, wenn es um geometrisch komplizierte, kleinflächige Einzelstücke geht.
Das perfekte Anwendungsgebiet ist somit … der Mensch. Wir alle sind unterschiedlich groß, unterschiedlich schwer, haben einen unterschiedlichen Knochenbau, eine unterschiedliche Gebissform, unterschiedlich lange Arme und Beine. Perfekte Einsatzgebiete für den 3D-Druck sind somit zum Beispiel Zahnkronen, Prothesen oder individuell angepasste Hörgeräte und Brillen. Denn in puncto Genauigkeit reicht dem 3D-Drucker kein Mensch das Wasser.
Ein weiteres Plus der additiven Technik ist die Nachhaltigkeit. Das ergibt sich allein aus dem Fertigungsverfahren: Bei der bisher üblichen subtraktiven Fertigung wird – einfach formuliert – ein Materialklumpen zurechtgeschnitten oder -geschliffen. Dabei entstehen unweigerlich Abfälle. Im additiven Verfahren wird dagegen immer nur so viel Material verwendet, wie für ein bestimmtes Objekt benötigt wird. Zusätzlich fällt das Problem der Überproduktion weg, weil an die Stelle der Massenproduktion die anlassbezogene Fertigung tritt.
3D-DRUCK IM BAUWESEN – JETZT UND IN ZUKUNFT
Im Bauwesen – so viel vorneweg – ist der 3D-Druck aktuell noch eine Randerscheinung. Im Wesentlichen gibt es zwei Anwendungsformen: einerseits die Befestigung von 3D-Druckern an Roboterarmen, mit denen notwendige Teile im Bauprozess selbst erzeugt werden, andererseits die Vorfertigung dieser Teile in einer Fabrik.
Die zweite Variante ist derzeit wohl erfolgsversprechender, zumal auch die Robotertechnologie auf Baustellen noch nicht weit verbreitet ist. Gut vorstellbar ist zum Beispiel die Umsetzung von Fertigteilhäusern am 3D-Drucker. In Einzelfällen wurden tatsächlich schon ganze Gebäude mit diesem Verfahren erbaut, zum Beispiel ein Bürogebäude in den Vereinigten Arabischen Emiraten oder fünfstöckige Wohnblöcke in China.
Das zeigt: Die additive Fertigung KANN das Baugewerbe unterstützen und verändern. Dabei ist ein großes Plus noch gar nicht angesprochen: Die Produktion von Bauteilen würde von Herstellungsbetrieben zu den Baufirmen selbst verlagert – Materialengpässe wie in den letzten Jahren wären damit Vergangenheit.
FAZIT: AUGEN OFFENHALTEN
Insgesamt lässt sich festhalten, dass für Bauunternehmen kein Grund besteht, hier, jetzt und sofort auf 3D-Druck umzustellen. Die Technik wird in den kommenden Jahren sicher noch ausgereifter und die Anschaffungskosten günstiger. Allerdings sollte man die Augen unbedingt offenhalten, denn gerade im Lichte von Nachhaltigkeitsdebatten, Personalmangel und einer instabilen Lieferkette kann der 3D-Druck zur wertvollen Alternative werden.
Keine große Herausforderung, denn Augen offenhalten ist in unserem Gewerbe ohnehin eine Grundanforderung. Nur so bleibt man technologisch am Puls der Zeit. Und nur so ist man auch bei öffentlichen Ausschreibungen und gewerblichen Hochbauprojekten immer vorne dabei. Hier kommt DOCUmedia als führender Informationsdienstleister für die Baubranche ins Spiel. Wir halten die Augen offen, wenn es um die Bauwirtschaft in Österreich geht – gerne auch für Sie.
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