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Branchenübergreifend transformiert die Digitalisierung die meisten Prozesse und Arbeitsabläufe. Auch die additive Fertigung kann als wesentlicher Bestandteil neuer, wirtschaftlicher Vorgänge angesehen werden. In der Architektur ergeben sich durch den Einsatz von 3D Druck völlig neuartige Gestaltungsmöglichkeiten und innovative Lösungen für den Druck mit Beton. Fratelli Mariani bietet effiziente industrielle und Architektur-Lösungen.
Vorteile der additiven Fertigung
Individuelle Formgebung
Anders als beim Spritzgussverfahren handelt es sich nicht um ein subtraktives, sondern ein additives Verfahren. Gedruckte 3D-Objekte, wie Ersatz- und Verschleißteile, Werkzeuge, oder ganze Gebäude werden in Schichten übereinander gedruckt. Vor allem in der Architektur ergeben sich dadurch kreative und funktionale Lösungen, die mit einzelnen, herkömmlich gefertigten Bauteilen oft nicht zu realisieren sind.
Geringeres Gewicht dank ausgeklügelter Innenstruktur
Wände und tragende Elemente müssen nicht vollflächig gefüllt sein. Beim 3D Druck lässt sich flexibel eine innere Wabenstruktur einstellen. So kann teilweise bis zu 50% des Baumaterials eingespart werden, das Gewicht der einzelnen Bauteile kann um ein vielfaches verringert werden. Die Füllung von Elementen und tragenden Wänden wird so gewählt, dass die Statik nicht gefährdet wird und alle Teile hoch belastbar sind.
Das Verbinden unterschiedlicher Druckstoffe
Erstmals ist es möglich, direkt mit einem Gemisch aus Eisen und Beton zu arbeiten. Hierfür kann entweder mit einem Multifunktionsdrucker gearbeitet werden, der über unterschiedliche Extruder die verschiedenen Werkstoffe aufträgt. Oder es können vorgefertigte Metallträger ganz einfach mit verflüssigtem Beton umschlossen werden. Der größte Vorteil bei diesen Methoden ist, dass das Endprodukt stets vor Ort aushärten kann. Ein aufwendiges Fertigen mit anschließender Trockendauer in großen Hallen und lange Transportwege für die großflächigen Bauteile entfallen.
Logistische Anforderungen verbessert
Ganze Gebäude können direkt an Ort und Stelle gedruckt werden. In anderen Ländern sind bereits ganze Städte mittels additiver Fertigung erzeugt worden, in den Niederlanden wurden diverse Brücken mittels 3D Druck erstellt. Sie sind absolut stabil und haben nur ein Minimum der herkömmlichen Baukosten in Anspruch genommen. Ein wesentlicher Kostenfaktor, der für Einsparungen sorgt, ist die Logistik.
Werden einzelne Bauteile oder komplette Konstrukte nicht aufwendig von A nach B transportiert, entstehen weder Umweltbelastungen noch Transportkosten. Mobile 3D Drucker für Beton können einfach an den Fertigungsort verbracht werden und erstellen dort autonom das zu druckende Bauwerk. Es ist ebenfalls möglich, Einzelteile in einer weitläufigen Halle zu fertigen und diese anschließend auf die Baustelle zu transportieren. Nicht in jedem Fall ist ein Druck vor Ort möglich, zum Beispiel, wenn eine Brücke in einem unebenen Gelände appliziert werden soll. In einem solchen Fall kann jedoch versucht werden, den 3D Drucker durch stabile Konstruktionen und Verankerungen im Boden fall-sicher zu positionieren.
Neuartige Werkstoffe, geschickt und zeitsparend kombiniert
Es ist nicht erforderlich, lediglich mit Beton und Metall zu arbeiten. Es gibt bereits Druckverfahren, die das Fertigen von Glas-Elementen ermöglichen. Ebenso ist ein Druck von Diamanten möglich. Für architektonische Zwecke sind vor allem der Druck mit diversen Holzfilamenten oder Gips interessant. Entsprechende Bauteile können nun ganz nach den Vorstellungen des Kunden angefertigt und bei Bedarf aufwendig verziert werden. Diese Arbeiten finden vor dem Druck in einer speziellen CAD-Software statt. Der moderne Architekt in einer digitalen Welt kennt sich hervorragend mit computergestützter Modellierung und den nötigen Einstellungen im Maschinencode aus.
3D Druck heute schon Standard für rapid prototyping
Haben Sie einen Gebäudekomplex entworfen und möchten dem Kunden nun ein Modell zeigen, lässt sich dieses einfach im 3D Drucker erzeugen. Dazu ist es nötig, dass vorab ein maßstabsgetreues Modell am Computer simuliert worden ist. In professioneller Software lassen sich alle Maße des Bauplans eingeben, auch eine Bepflanzung der Außenanlagen lässt sich spielend mittels additiver Fertigung erzeugen. Dafür ist es zum größten Teil nicht notwendig, diese Modelle selbst zu erstellen: Im Internet gibt es jede Menge 3D Modelle, die teilweise kostenlos heruntergeladen und kommerziell verwendet werden dürfen.
Hochwertige und meist überaus realistische Objekte müssen aber häufig per Lizenz erworben werden. In der Regel können die Käufer diese 3D Modelle dann so häufig ausdrucken, wie es benötigt wird. Es kann Vereinbarungen zu der Dauer der Verwendung geben, manche 3D Objekte dürfen zeitlich unbegrenzt für unterschiedliche Projekte verwendet werden. In umfangreichen Datenbanken stehen ebenfalls diverse Inneneinrichtungsgegenstände zur Verfügung.