Ganze Häuser aus dem 3-D-Drucker?

Betonmischung per Hand

Ganze Häuser aus dem 3-D-Drucker?

Im Kleinen können moderne 3-D-Drucker heute schon perfekt Bauteile produzieren. In Niedersachsen an der TU Braunschweig wollen Forscher nun schwungvollere Betonteile für Häuser drucken. Die WDR 5-Durchblicker haben sich das angeschaut.

Der ganze Drucker ist ein Koloss: 16 Meter lang, sechs Meter breit und zwei Meter hoch. In der Mitte spuckt ein riesiger Roboterarm über eine Düse massenhaft Betonmatsch aus. Allein dieser Metallarm ist zwei Meter lang. Aber natürlich muss er so groß sein, sonst könnten der Versuchsleiter Harald Kloft und die anderen Bauingenieure, Architekten, Informatiker und Maschinenbauer an der Technischen Universität Braunschweig ja zum Beispiel auch keine geschwungenen Hauswände damit herstellen. Die sollen mit weniger Material auskommen und besonders dünn, filigran und geschwungener sein als bisher - ohne dabei an Tragfähigkeit einzubüßen.

Noch wird kein Bauteil in Originalgröße gedruckt, sondern nur als verkleinertes Modell: Eine Wand, die etwa einen Meter lang, 30 Zentimeter hoch und 20 Zentimeter dick werden soll. Denn in den Versuchen geht es erst einmal darum, den 3-D-Druckprozess zu optimieren. Dabei spritzt der Druckerarm den Beton zum Beispiel mit unterschiedlich starker Kraft gegen eine kleine Wand aus Kunststoff. Diese ist gerade mal so groß ist wie eine Tischplatte und sie bewegt sich auch noch. Sie wird durch einen Greifarm aus Metall gehalten und geführt. Die Bewegung dieser Platte ist dabei offenbar mit der Bewegung des Druckerarms gegenüber synchronisiert. Bei herkömmlichen 3-D-Druckern schießt der Beton nämlich nicht wie bei einer Wasserpistole aus der Düse gegen eine Wand, sondern läuft so ähnlich wie eine Wurst aus dem Druckerarm von oben nach unten heraus.

Betonmischung per Hand

Beton für den Drucker wird noch per Hand gemischt

Druckarm kann auch von der Seite spritzen

Neu ist, dass der Druckerarm sechs Achsen im Raum ansteuern und den Beton zum Beispiel auch seitlich spritzen kann. Nur so ließen sich künftig dünne und filigrane Bauteile mit besonders individuellen Formen herstellen. Außerdem spare man Material ein, so die Forscher. Platte und Druckerarm bewegen sich im Versuch Schicht für Schicht weiter, von rechts nach links und wieder zurück. Dabei bleibt die feuchte Betonmasse tatsächlich von ganz alleine stehen - ohne Stütze - ohne Form, die die Masse irgendwie hält.

Im Betonbau übliche Verschalungen bald überflüssig?

Das ist anders als beim Bau einer Wand ohne 3-D-Drucker. Üblicherweise werden dafür Schaltafeln aus Holz hergestellt, in die dann der Beton hinein gefüllt wird. Und erst nachdem die Masse ausgehärtet ist wird diese feste Form aus Holz entfernt - wie bei einem Kuchen in einer Kastenform.

Damit der Beton beim 3-D-Druckverfahren aber auch ohne diese feste Form nicht zerläuft, müssen die Wissenschaftler unter anderem die zugeführte Wassermenge genau bemessen. Außerdem experimentieren sie mit verschiedenen Materialzusammensetzungen.

Erste Versuche lassen Forscher hoffen

Als der Druckerarm schließlich aufhört sich zu bewegen, schauen sich die Forscher das Ergebnis an. Die Modellwand ist fertig und steht ohne Schalung von ganz allein. Die Seite der Wand, die gegen die Platte gespitzt wurde, ist außerdem schön gerade aufgebaut, nur die andere Seite sieht eher aus wie ein Klumpen Beton. Doch das Entscheidende sei, dass dieser Klumpen schon einen beträchtlichen Aufbau sowohl in der Dicke als auch in der Höhe hat, so die Forscher. Sie wollen jetzt noch die Daten auswerten, die während des Prozesses aufgezeichnet wurden. Dazu gehören Filmaufnahmen und Daten von Sensoren, die die Kraft gemessen haben, mit der der Beton gegen die Wand gespritzt wurde. Die Versuche werden wohl noch ein paar Jahre dauern.

Autorin des Radiobeitrags ist Carmen Woisczyk.

Stand: 03.02.2017, 10:46