4 Wege, wie der 3D-Druck nachhaltige Materialien ins Bauwesen bringt

Der Baudruck hat in den letzten Jahren viele großartige Initiativen erlebt, von 3D-Druckdrohnen bis hin zu massiven, kabelgetriebenen, endlos zu bauenden Maschinen. Um die Konstruktion auf die nächste Stufe zu heben, geht es jedoch nicht nur darum, die Hardware zu verbessern, sondern auch die Eingangsmaterialien. Es ist kein Geheimnis, dass die Bauindustrie verschwenderisch sein kann, da sie einer der größten Ressourcenverbraucher ist. Obwohl der 3D-Druck das Abfallniveau verringert, bietet er auch Möglichkeiten für neuartige, neue Materialien.

Die einfache Anwendung der gleichen alten Zemente und Methoden mag die Technologie bei einigen im Baubereich beliebt machen, aber einen Weg in die Zukunft mit nachhaltigen, billigeren und umweltfreundlicheren automatisierten Abläufen aufzuzeigen, kann etwas Neues und wirklich Störendes für die Mischung darstellen. Schließlich hat der 3D-Druck der Fertigung viele verschiedene Materialmöglichkeiten eröffnet. Warum also nicht sein Potenzial in der Abwechslung der Bausteine ​​unserer Häuser, Büros und vielleicht eines Tages ganzer Städte betrachten?

WASPs 1.000-Dollar-Haus

Abbildung 1 Mit freundlicher Genehmigung von WASP

Auch wenn es nicht zu 100 % nachhaltig ist und auch die Realität berücksichtigt, dass die kommerzielle Version letztendlich viel mehr als 1.000 $ kosten könnte, stellt das Gaia-Projekt von WASP dennoch einen interessanten Vorschlag für potenzielle Baumöglichkeiten mit neuen Materialien dar. Das Haus selbst ist mit Materialkosten von etwa 1.000 US-Dollar extrem günstig. Es könnte als entscheidende Lösung für die Immobilienkrise dienen und die Baupreise für die nächste Generation senken.

Das Gaia-Projekt verwendet eine auf Erde und Reis basierende Mischung, während Beton die Hauptfundamente des Gebäudes bildet und das Dach hauptsächlich aus Holz besteht. WASP demonstrierte den Prozess des Baus nur des Rahmens, so dass die Bauherren bei Strom, Beleuchtung und Sanitär möglicherweise noch Material- und Arbeitskosten einkalkulieren müssen. Trotzdem ist es ein Wunder, dass der Rahmen so viel kostet wie ein High-End-Telefon, was zeigt, wie weit die additive Fertigungstechnologie fortgeschritten ist.

„Gaia ist ein Beispiel für reduzierte Kosten, insbesondere im Vergleich zu den thermischen Leistungen, die normalerweise nur mit anderen herkömmlichen Systemen erzielt werden “, erläutert Massimo Moretti, CEO von WASP. „Im Moment evaluiert das Unternehmen jede Möglichkeit, in den Baumarkt einzusteigen. Die wahrscheinlich zuverlässigste Strategie wird ein Bauservice sein, bei dem unser Team in den Wandaufbau eingebunden wird. ”

Torfdruck als Betonalternative

Torf besteht hauptsächlich aus einer Mischung aus zersetztem Pflanzenmaterial, das in vielen Feuchtgebieten und Feuchtgebieten heimisch ist. Als natürlicher Werkstoff hat er das Potenzial, sich als günstige Alternative zu Zement zu entwickeln und gleichzeitig Kosteneinsparungen von bis zu 90 % zu erzielen, schlagen Forscher vor. Es ist keine Überraschung, dass Forscher der estnischen Universität Tartu diejenigen waren, die diese Verarbeitungsweise entdeckten, wenn man bedenkt, dass sie 20 % des estnischen Landes ausmacht.

Einige könnten befürchten, dass dies die Ausgrabung der Torfflächen für all diese aggressiven Industriebauarbeiten bedeuten würde. Keine Angst, denn es nutzt nur den oberen trockeneren Teil des Torfs und Abfallprodukte wie Ölschieferasche als Hauptbindemittel (was die durch Feuchtigkeit entstehende Alkalität im Material verhindert). Was das Material weitaus begehrenswerter macht, ist, dass aufgrund der Luftdichtheit der Konstruktion nur wenig Isolierung, Füllmaterial oder sogar Schallschutz benötigt wird.

Es ist auch ziemlich billig zu bauen, wobei Forscher 5.000 € für den 3D-Druck des Außenrahmens eines 100-150 Quadratmeter großen Hauses veranschlagen. Das ist 1/10 ^th der Kosten herkömmlicher Herstellungstechniken.

Hanf-Konstruktionsdruck für Isolierungen und Paneele

Während einige übereifrige Verfechter der Legalisierung behaupten, dass Hanf ein Wundermaterial ist, das alles erreichen kann, übertreiben sie seine Nützlichkeit vielleicht ein wenig. Viele haben die Verwendung von „Hanfbeton“ als eine weitaus bessere Alternative zu herkömmlichem Beton angeführt, aber leider ist die Jury aufgrund des höheren Preises (je nach Gebiet), der geringen Dichte und der mangelnden Tragfähigkeit immer noch uneins. Hanf selbst hat jedoch mehrere Vorteile, die es ideal für bestimmte Teile von Häusern machen.

Das australische Hanfunternehmen Mirreco ist vielleicht das beste Beispiel dafür. Ihr 3D-Druckverfahren nutzt Hanfbiomasse als Material für die Herstellung von Bauplatten für Häuser. Mirreco ist auf Maschinen spezialisiert, die eine ganze Hanfpflanze verarbeiten und in verschiedene Teile trennen können, wodurch viele biologisch abbaubare Optionen für den Bausektor bereitgestellt werden.

Hanf ist ein sehr vielseitiges Material, da es zähere Materialien für Dinge wie Seile und Taschen produzieren oder zu einer härteren, festen Masse für Verkleidungen und Isolierungen gepresst werden kann. Während sich das Projekt noch in der Entwicklung befindet, hat Mirreco mit Arcforms einen Partner gefunden, der helfen möchte, das Potenzial von Hanfbiomasse im Bausektor durch den Bau von Häusern zu demonstrieren. Es fördert auch den Anbau von Pflanzen, die helfen können, Kohlenstoff in der Atmosphäre einzudämmen, also gibt es einen zusätzlichen Vorteil.

Bambusverbund statt Holz

Aus biologischem Anbau gewonnene Materialien können eine einzigartige Textur für das Design bieten und für viele Projekte leicht verfügbares Ausgangsmaterial sein. Bambus zum Beispiel wächst schnell in einer Vielzahl von Klimazonen und einige Arten davon wachsen mehr als einen Meter pro Tag. Es kann 35 % mehr Masse pro Hektar einhüllen als die entsprechende Menge für Bäume und ist darüber hinaus ein natürlich organisches Produkt, das weder Düngemittel noch Pestizide benötigt.

„Bambus hat interessante Eigenschaften und wir können große Mengen davon gewinnen “, sagte der Wissenschaftler Soydan Ozcan von der Materials Science and Technology Division des Oak Ridge National Laboratory. Das Projekt verbrauchte etwa 10.000 Pfund Material und ist damit das größte, das jemals von DesignMiami in Auftrag gegeben wurde.

Abgesehen von Bambus gibt es unzählige andere natürliche Rohstoffe, die eine bessere Nutzung von 3D-gedruckten Formen ermöglichen und billigere und nachhaltigere Alternativen zu unseren derzeitigen Materialien bieten. Da Entwaldung, CO2-Emissionen und nicht biologisch abbaubare Abfälle zu so großen Problemen werden, sollte es an der Zeit sein, dass wir anfangen, anders zu denken (und zu handeln)!

Ausgestellte Bilder mit freundlicher Genehmigung von WASP, Estonian Peat Association, Mirreco &Oak Ridge National Laboratory.