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MAGAZIN
➤ Schächte und Kanäle für Lüftung, Wasser und Strom einbauen
kann. Zudem lassen sich alle Bauteile individuell gestalten.“
Probleme bei diesem neuen Verfahren sind jedoch nach wie
vor die tragenden Elemente. Den Forschern an der Uni
München ist es bislang nicht gelungen, über das 3D-Druckverfahren
einen so stabilen Beton zu drucken, der auch entsprechend
hohe Zugkräfte aushält. Geht man nämlich von der
herkömmlichen Bauweise aus, dann verwendet man für tragende
Elemente Stahlbeton. Hierzu werden in die tragenden
Wände aus Beton Stahlmatten (sog. Bewehrung) eingelassen,
die für eine hohe Standfestigkeit sorgen.
Das Problem: Kein 3D-Drucker ist heute in der Lage, Stahlbeton
zu drucken. Dies liegt an dem Gemisch aus Stahlpulver
und Beton. Damit Stahlpulver verarbeitet werden kann, muss
man dieses erst einmal stark erhitzen. Die Betonherstellung
hingegen benötigt selbst keine Hitze. Werden in dem neuen
Verfahren Beton und Stahlpulver zusammen erhitzt, kann
dies wiederum zu Schäden am Beton führen.
Erfolgreiche Forschung über mehrere Projektphasen
Von daher setzen die Forscher und Experten zwischenzeitlich
auf transparentes Kunststoffgranulat als „Druckertinte“. Um
gleichzeitig die perfekte Zusammensetzung von Beton zu finden,
wurde ein Drucker entwickelt, der im „additiven Schichtbauverfahren“
Wandelemente druckt. Henke und sein Team erklären
das dabei angewandte Verfahren: „Von einem so genannten Extruder,
der von einem Roboterarm gesteuert wird, lässt man den
Beton Schicht für Schicht in Form von "Würsten" aufbringen.“
Diese "Würste", die letztendlich die Wandelemente bilden, können
dann im Anschluss auf der Baustelle zusammengesteckt
werden. Die hierfür verwendete Druckertinte besteht dabei aus
Zement, aus Wasser sowie aus Holz. Letzteres hat seinen Grund,
wie Henke erläutert: „Holz macht die Teile leichter und sorgt
gleichzeitig für Dämmung.“ Der Architekt sieht aber auch einen
entscheidenden Nachteil bei der Verwendung von Holz:
„Holz und Zement vertragen sich nicht, da der Zucker im Holz
vom Wasser im Zement gelöst wird. Dies führt dazu, dass es
deutlich länger dauert, bis sich das Material erhärtet.“
Deshalb gingen Henke und sein Team dazu über, kleine Blähglaskügelchen
anstatt Holz zu verwenden. Den Vorteil sehen
die Forscher darin, „dass die Wand auf diese Weise Luftkammern
enthält, die der Wärmedämmung dienen sollen.“ Man
erhält damit ein Material wie eine „Kassetten-Daunendecke“.
Gleichzeitig testeten die Forscher ein anderes Druckverfahren
für ihr drittes Projekt. Henke und sein Team nannten es „das
selektive Binden.“ Vereinfachte Erklärung der Experten: „Zunächst
wird eine dünne Schicht Sand gedruckt, anschließend
in den Sand Zement und Wasser eingebracht.“ Mit diesem
selektiven Binden gelang es den Forschern an der Uni
München, auch Bauteile mit frei überbrückten Öffnungen zu
drucken (ähnlich wie bei einem Türsturz).
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