3D Druck in der Architektur: Vom rapid prototyping bis hin zum Druck ganzer Wohnstädte

Die Einsatzgebiete der additiven Fertigung sind überaus vielfältig. In der Architektur wird der Kunststoff-3D-Druck bereits seit vielen Jahren eingesetzt, um Prototypen zu erstellen. Ein rapid prototyping wird immer dann benötigt, wenn der Kunde eines Architekten den finalen Auftrag vor der Abnahme prüfen möchte. Es stehen PLA oder ABS Druckfilamente in ganz verschiedenen Farben zur Verfügung, auch nachtleuchtende Werkstoffe lassen sich im FDM-Druckverfahren verarbeiten. Im Bereich rapid prototyping wird allerdings meist mit Weiß gearbeitet, sicher haben Sie auch schon einmal das Modell eines komplexen Gebäudes oder eines geschichtsträchtigen Schlosses als Modell in Miniatur irgendwo unter Glas stehen sehen.

Mit dem 3D Drucker lassen sich schichtweise auch allerlei Pflanzen erzeugen, selbst Menschen oder Einrichtungsgegenstände wie Bänke sind mit einem modernen FDM 3D Drucker kein Problem. Architekten schätzen den großen Freiraum in der Formgebung, die additive Fertigung ermöglicht absolut neuartige Formen im Design. Es ist auch ein dreidimensionales Drucken mit Überhang möglich, allerdings werden dafür bei additiv gefertigten Werkstücken meist Stützstrukturen vom FDM 3D Drucker erzeugt. Bei Druckverfahren mit Pulver, wie etwa dem Metall-3D-Druck, beim 3D Drucken mit Gips oder Beton kommen die 3D Objekte auch ohne diese Stützstrukturen aus, wie sie beim Kunststoff-3D-Druck aber gebräuchlich sind.

Die Mischung machts: Legierungen mit Beton & Metall beim 3D Drucken in der Architektur

Weltweit gibt es bereits Projekte, bei denen ganze Wohnhäuser, Villen oder sogar eine komplette Wohnstadt mit einem 3D Drucker gefertigt worden sind. Ein Beton-3D-Drucker kann Wände mit einer individuell einstellbaren Innenfüllung drucken, dadurch lassen sich jede Menge Werkstoff und Gewicht einsparen. Es ist ebenso möglich, bestehende Metall-Elemente einfach zu „umdrucken“, oder aber direkt mit einem Gemisch aus Stahl und Beton in der dritten Dimension zu drucken. Hier wird es in der Zukunft noch spannend, wenn sich der 3D Druck so weit etabliert hat, dass er flächendeckend zum Einsatz kommt im Häuserbau.

Vor allem auf dem Mond oder anderen Planeten wie dem Mars kann ein 3D Drucker aus den Ressourcen vor Ort bewohnbare Habitate für Astronauten fertigen. Die Forschung der Raumfahrtindustrie hat einige bahnbrechende Patente in den letzten Jahren vorangetrieben. Ein 3D Drucker lässt sich viel einfacher in den Weltraum transportieren und dort zusammenbauen, als wenn ganze Stahlträger oder Elemente aus Beton verfrachtet werden müssten. Logistisch gesehen wird sich auch auf der Erde einiges verbessern durch die innovativen Technologien des 3D Drucks im Bereich der Architektur.

Wie arbeitet der moderne Architekt in der digitalen Welt?

Steht bereits heute in den meisten Architekturbüros neben einem A0 Drucker und professionellen Gerätschaften zum technischen Zeichnen ein Kunststoff 3D Drucker, wird der Architekt von morgen in einer Lagerhalle einen eigenen Beton-3D-Drucker betreiben können. Es ist dabei nötig, sich Fachwissen in 3D Modellierungssoftware anzueignen, sogenannten CAM-Programmen (computer aided modelling), welche derzeit bereits an deutschen Hochschulen an der Fakultät Architektur gelehrt werden.

Neben einem guten Auge und einem geschulten Blick benötigt der Architekt von morgen nicht nur Wissen in Statik, sondern ebenso umfangreiche Kenntnisse in den innovativen Technologien und der Bedienung der 3D spezifischen Computerprogramme. Er muss wissen, wie ein G-Code vom Slicer erstellt wird und bei Bedarf eingreifen können, außerdem müssen alle Anweisungen für den Beton 3D Drucker so formuliert sein, dass ein nachhaltiges Arbeiten jederzeit möglich ist.

Weitere spannende Aspekte ergeben sich im Smart Home, welches in Zukunft mit leitfähigen Elementen aus dem 3D Drucker ausgestattet sein könnte. Hier könnte es eine Kooperationsmöglichkeit zwischen Architekten und Elektrikern geben, sodass bereits beim Bau des Hauses auf wesentliche Komponenten geachtet werden kann, die eine Bedienung des Smart Homes ermöglichen oder erleichtern.

Einen 3D Drucker kaufen: Nicht nur für Architekten lukrativ

Inzwischen ist der Anschaffungspreis von 3D Druckern so weit gefallen, dass sich auch Privatpersonen jederzeit einen FDM Drucker kaufen können. Auf der Webseite Home and Smart finden Sie nicht nur die besten 3D Drucker für den Hausgebrauch, lesen Sie außerdem übersichtliche Produktvergleiche aus allen Bereichen des täglichen Lebens mit umfangreichen Ratgebern und Experten-Tipps aus der Smart Home Branche.

Wer sich einen 3D Drucker für den Einsatz im Unternehmen anschaffen möchte, benötigt ein hochwertiges Gerät mit einer besonders feinen Druckdüse im Extruder. Für FDM 3D Drucker, welche für das rapid prototyping im modernen Architekturbüro eingesetzt werden sollen, fallen allerdings wesentlich höhere Anschaffungskosten an.

Wer sich mit 3D Modellierung auskennt, muss die 3D Objekte nicht unbedingt ausdrucken. Es stehen auf dem Arbeitsmarkt der digitalen Welt von morgen vielerlei interessante Einsatzgebiete zur Verfügung, für die sich 3D Modelle bestens eignen. Wussten Sie, dass bereits heute kein echtes Auto mehr in der Werbung zu sehen ist? Achten Sie einmal darauf – häufig finden sich winzige Polygonfehler irgendwo im 3D Modell, welche die 3D Animation verraten.