3D-Drucker: Das erste 3D-gedruckte Haus

3-Drucker sind seit Jahren im Kommen. Die Prophezeiung Ende 2012, dass 3D-Druck den Einzelhandel wie ein Orkan treffen würde, machte 3D-Drucker Firmen zu den Lieblingen der Börse. Gut sieben Jahre später die Ernüchterung der Börse: Die Geräte haben sich (noch) nicht bei den Verbrauchern etabliert, denn für den Heimgebrauch produzieren sie mehr exzentrischen Kunststoff als brauchbare Ergebnisse.

erstes 3d druck haus Yhnova

Hinter dem einprägsamen Begriff „3D-Druck“ steht eine ganze Reihe von additiven Fertigungstechnologien. Die meisten arbeiten mit Geräten, die CAD-Daten verwenden, um ein Objekt Schicht für Schicht aufzubauen. Zum Beispiel aus Keramik, Metall oder Kunstharz. Die Schichtaufbauverfahren haben zwei elementare Vorteile. Erstens, das „Complexity-for-free-Prinzip“. Während komplizierte Formen früher den Ingenieuren Bauchschmerzen verursachten, spielt die Komplexität des geschichteten Bauprozesses heute keine Rolle mehr. Zweitens gehören Größenvorteile der Vergangenheit an. In der konventionellen Produktionslogik kostet ein Einzelstück ein Vermögen. Ein Produkt zahlt sich erst dann aus, wenn es zu Tausenden über die Produktionslinie gehen kann. Der 3D-Druck schreibt diese Regeln nun neu.

Denn jetzt ist es möglich, ein Haus in rasantem Tempo zu bauen und es in wenigen Tagen in 3D zu drucken.

Das erste 3D-gedruckte Haus: YHNOVA

Vor zwei Jahren begann ein Forscherteam in Frankreich von der Universität Nantes, Nantes Métropole, Nantes Métropole Habitat (NMH) und Ouest Valorisation mit der Arbeit an einem ehrgeizigen Projekt, bei dem ein industrieller 3D-Drucker und eine patentierte additive Fertigungstechnologie eingesetzt wurden, um in nur wenigen Tagen ein Fünfzimmerhaus namens YHNOVA zu bauen.
Das erste 3D-gedruckte Haus im Bezirk Nantes Bottière wurde 2018 fertiggestellt.

Die automatisierte, robotergestützte 3D-Drucktechnik zur Herstellung von YHNOVA heißt BatiPrint3D. Das patentierte 3D-Druckverfahren wurde von Lehrern und Forschern des Laboratory of Digital Sciences of Nantes (LS2N) und des Research Institute in Civil Engineering and Mechanics (GeM) entwickelt, die beide am Institute of Technology (IUT) der Universität und am IUT von Saint-Nazaire angesiedelt sind. Gemeinsam mit ihren Partnern von LS2N und GeM hat das Forschungsteam hart an der Entwicklung des innovativen Projekts Sozialwohnungen gearbeitet. Der Roboter BatiPrint3D begann während der Nantes Digital Week 2017 im September mit dem Bau von YHNOVA in der Rue du Croissant in La Bottière.

Haus im März 2018 in Nantes eingeweiht

Während die Fertigstellung des 95 Quadratmeter großen Hauses mit seinen komplexen architektonischen Formen wie Türen, Ecken, Fenstern und abgerundeten Wänden länger als ein paar Tage dauerte, ist der Bau in weniger als vier Monaten immer noch eine große Leistung. YHNOVA, das vom französischen Architekturbüro TICA entworfen wurde, wurde im März 2018 in Nantes eingeweiht.

Die Designer des 3D-Druckhauses YHNOVA werden es aus allen Blickwinkeln unter die Lupe nehmen, um sicherzustellen, dass für seine zukünftigen Mieter alles perfekt ist.

Sozialer Wohnungsbau ist ein zunehmend öffentlich diskutiertes Thema, angesichts der zunehmenden Wohnungsknappheit. Das 3D-Druckhaus wurde einer Familie zugeteilt, die vom NMH Housing Award Committee nach einheitlichen Kriterien des sozialen Wohnungsbaus ausgewählt wurde.

YHNOVA wird zudem über mehrere Sensoren für Merkmale wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftqualität sowie über Geräte zur Bewertung und Analyse der „Entwicklung der Materialien, der thermischen und akustischen Qualität“ verfügen, so die Universität. Durch den Einsatz dieser Maßnahmen können die Mieter Geld bei den Stromrechnungen sparen.

Energieeffizienter Bau

Das einzigartige Projekt hat dazu beigetragen, einige wichtige Erkenntnisse für den Bau der Häuser von morgen zu gewinnen. Es verbesserte die Energieeffizienz des Baus, und mit der Vermeidung von Abfall, Rohstoffen und weniger Transport wurde der ökologische Fußabdruck des Projekts verringert. Statt also aufwendig zu sanieren, kann man gleich energieeffizient bauen. Das Projekt zeigte auch, wie die robotergestützte 3D-Drucktechnologie das Risiko von Muskel-Skelett-Erkrankungen senken kann, da Bauarbeiter nicht auf und ab Gerüste gehen müssen, und zeigte eine viel geringere Abhängigkeit von guten Wetterbedingungen für einen soliden Tag der Bauarbeiten.

Obwohl das 3D-gedruckte YHNOVA-Haus fertig ist, ist das Projekt es nicht. Die Universität setzt ihre Forschung fort und arbeitet an der Möglichkeit, neben dem 3D-Druck größerer Häuser auch Wohnungen mit biogenen Materialien zu entwickeln. Nantes Métropole hat mit Kostenstudien für neue Projekte im Großraum begonnen, wie z.B. eine Vorstadtsiedlung mit Wohnungen in verschiedenen Formen und Größen und ein 350 Quadratmeter großes öffentliches Empfangsgebäude.

Ein ehemaliger LS2N-Doktorand unterstützt ein neues Startup, das von der Universität mit SATT Ouest Valorisation und Atlanpôle gegründet wird. Die Universität entwickelt auch eine F&E-Aktivität, die speziell auf den Bereich der Konstruktionsroboter ausgerichtet ist. Im übrigen Frankreich werden weitere 3D-Druckbauprojekte wie eine komplexe 700 Quadratmeter große Geschäftsstruktur und ein 80-Einheiten-Ferienzentrum in Betracht gezogen.