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Mit Druck in die Zukunft

Schon heute werden Gebäude nicht nur gebaut, sondern auch gedruckt. Die neue Technologie könnte die ganze Baubranche revolutionieren.

Autor: Stefan Posch

Schaut man sich eine Baustelle an, fällt auf, dass - im Gegensatz zu anderen Branchen des produzierenden Gewerbes - in der Bauwirtschaft noch immer sehr auf den Faktor Mensch gesetzt wird. Fast scheint es so, als hätte die Industrialisierung bis dato einen Bogen um das Baugewerbe gemacht.

Noch wenig Automatisierung am Bau

"Im Vergleich etwa zur Automobil- oder Luftfahrtindustrie ist man in der Bauwirtschaft hinsichtlich Produktivität und Industrialisierung noch sehr weit hinten", bestätigt Werner H. Bittner, Vorstand von Doka Ventures GmbH, einer Tochter der Amstettener Umdasch Group AG. Doch schon bald könnte auch auf den Baustellen die Automatisierung Einzug halten. Denn in letzter Zeit mehrten sich die Erfolgsmeldungen über Entwicklungen im 3D-Baudruckverfahren. Auch heimische Baufirmen sind bei dieser Entwicklung ganz vorne mit dabei. Doka Ventures etwa hat sich kürzlich mit 30 Prozent an dem amerikanischen Unternehmen Contour Crafting Corporation beteiligt. Hinter der Firma steht Berokh Khoshnevis, der Erfinder des mobilen 3D-Baudruckers. Das Unternehmen hält weltweit über 100 Patente im Bereich 3D-Baudruck. "Es gibt vermutlich kaum jemanden, der in Richtung mobiler 3D-Baudruck etwas macht und nicht zwingend eines unserer Patente verletzt", ist Bittner, der mit der Beteiligung auch Aufsichtsratsvorsitzender der Contour Crafting Corporation wurde, überzeugt.

Die Contour Crafting Corporation ist mit der NASA sehr eng verbunden. - Werner H. Bittner, Vorstand, doka Ventures

Chinesen mit stationärem Drucker

In den vergangenen Jahren sorgte vor allem die chinesische Firma Winsun für weltweite Aufmerksamkeit. Ganze Villen und mehrstöckige Gebäude wurden angeblich vollständig gedruckt. "Das System von Winsun ist aber nach meinem Informationsstand eine stationäre adaptierte ehemalige CNC-Maschine für Gipsbearbeitung aus Italien und kann nur einzelne Bauteile in einem Werk drucken", erklärt Bittner. Gedruckte Strukturen müssten nach dem Aushärten zerschnitten, dann aufwendig vor Ort gebracht und dort wieder zusammengefügt und endbearbeitet werden. Der Drucker, den Contour Crafting Corporation entwickelt hat, ist hingegen mobil im Sinne von verlegefähig und wiegt nur um die 400 Kilogramm. "Das Gerät passt auf jeden Pritschenwagen", erklärt Bittner. Erst das mache das Drucken ganzer Häuser direkt vor Ort möglich und lukriere damit die Vorteile in der Wertschöpfungskette. "Wir fühlen uns bei der Contour Crafting Corporation gut aufgestellt und fürchten keinen Wettbewerb", sieht Bittner einen Technologievorsprung bei seinem Unternehmen. Seit etwa drei Jahren forscht auch die Firma Baumit Wopfinger an einem System für den Betondruck. Kürzlich wurde der sogenannte BauMinator präsentiert. "Das Besondere an unserem System ist die Kombination aus 3D-Drucktechnik und Spezialmörtel, die es möglich macht, unglaublich komplexe Bauteile oder freie Formen aus Beton in einer Qualität und Präzision zu drucken, die es bisher am Markt noch nicht gab", erklärt Georg Bursik, Geschäftsführer von Baumit Wopfinger. "Wir haben uns im ersten Schritt festgelegt, Bauteile und Objekte zu drucken, die nicht kleiner als 50 Zentimeter und nicht größer als fünf Meter sind."

SSS. Durch die Technologie Selective Separation Shaping (SSS) ist materialunabhängiges Drucken möglich.

Gedruckte Fertigteile

Mit dem System können etwa Betonfertigteile, Rohre, Schächte, Outdoormöbel, Dekorobjekte oder auch Kunstwerke hergestellt werden. Grundsätzlich liege der Fokus auf individuellen Lösungen bis hin zur Kleinserie, die sonst nicht effizient produziert werden könnten. "Es ist eine ähnliche Entwicklung wie vor Jahren der Maschinenputz. Hier wurde auch ein völlig neues Produkt und eine Anwendungstechnologie auf den Markt gebracht", so Bursik. "Der Maschinenputz hat die Verarbeitung von Außen- und Innenputzen im Hausbau revolutioniert, der 3D-Betondruck wird das auch tun", ist er überzeugt. Dass schon bald in Europa ganze Häuser gedruckt werden, glaubt Bursik aber nicht. "Die Bauvorschriften und Normen bei uns sind so streng und umfassend, dass 3D-gedruckte Häuser sie so rasch nicht erfüllen werden", sieht Bursik vor allem rechtliche Hindernisse.

Entwicklungsländer im Fokus

Auch Bittner sieht Mitteleuropa in den ersten Jahren nicht unbedingt als Primärmarkt für den Baudrucker an: "Ich glaube nicht, dass man hier plötzlich 10.000 Häuser für Jungfamilien braucht." In Europa sei mehr das Thema Nachverdichtung im Vordergrund. Einen "riesigen Markt" sieht Bittner hingegen in den Schwellen- und Entwicklungsländern, wo Bauvorschriften "angesichts der Not vermutlich innovationsfreudig an neue Lösungstechnologien angepasst werden" und Geld in große Siedlungsprojekte investiert werde. Mehr als drei Milliarden Menschen würden heute in Wellblechhütten und ähnlichen Behausungen wohnen. "Der Druck auf die Regierungen wird steigen, für vernünftige Unterkünfte zu sorgen", ist Bittner überzeugt. Zudem werde sich die Weltbevölkerung bis 2100 auf elf Milliarden Menschen erhöhen, und auch die Urbanisierung werde weiter vorangetrieben. Heute leben etwa die Hälfte der Menschen in Städten, 2050 sollen es schon 75 Prozent sein. "Alle diese Leute brauchen Wohnraum und Infrastruktur", gibt Bittner zu bedenken. Mit 3D-Baudruckverfahren könnten die benötigten Behausungen kostengünstiger, ökologischer, sicherer, leiser und vor allem viel schneller gebaut werden. Die Automatisierung soll sich dabei schon bald nicht nur auf den Rohbau eines Gebäudes beschränken. "Wir hoffen, in den nächsten vier Jahren schrittweise immer näher an schlüsselfertige Häuser heranzukommen", sieht Bittner noch viel Potenzial. Nur der Einbau von Fenstern und Türen werde wohl weiterhin per Hand erfolgen, weil hier manuelle Prozesse vermutlich besser bleiben werden als eine Automatisierung.

Es ist eine ähnliche Entwicklung wie vor Jahren der Maschinenputz. - Georg Bursik, GF, Baumit Wopfinger

Militär zeigt Interesse

Die Einsatzmöglichkeiten des mobilen 3D-Baudruckers beschränken sich jedoch nicht auf den zivilen Bereich: Laut Bittner hat auch schon das amerikanische Militär Interesse an dem System der Contour Crafting Corporation bekundet. "Die Drucker kann man theoretisch auch per Fallschirm von Transportern abwerfen", erklärt er. Im Bedarfsfall könne man dann schnell und einfach auch Mannschaftsunterkünfte, Landebahnen oder auch Bunkeranlagen ausdrucken. Bittner geht sogar noch einen Schritt weiter. "Die Contour Crafting Corporation ist seit Jahren mit der NASA sehr eng verbunden", erzählt er. Firmengründer Berokh Khoshnevis gewann schließlich schon zwei Mal den Grand Prize der amerikanischen Raumfahrtbehörde, zuletzt 2016 für die 3D-Drucktechnologie Selective Separation Shaping (SSS), die ein materialunabhängiges Drucken ermöglicht. "Damit kann der Drucker mit Material, das er z.B. vor Ort vorfindet, Strukturen schaffen", erklärt Bittner die Vorteile der neuesten Entwicklung. Künftige Anwendungsbeispiele erinnern an Szenarien aus Science-Fiction-Filmen. So könnten etwa Lande- und Startplattformen auf Mond oder Mars errichtet werden. Auch für eine mögliche außerterrestrische Besiedelung wäre die Technologie prädestiniert. "Man muss sich nur anschauen, was der Transport von einer Tonne Material durch den Weltraum kostet", so Bittner. Mit der neuesten Entwicklung könnten Gebäude etwa auf Mond oder Mars mit der Substanz vor Ort, wie etwa Mondgestein, geschaffen werden, bevor der erste Mensch den Himmelskörper betritt. In der Gegenwart sei man gerade am Anfang der Kommerzialisierungsphase, erklärt Bittner. Neben dem B2B-Verkauf der Contour Crafter an Baufirmen und Entwickler will die Contour Crafting Corporation künftig im Zuge ihrer Dienstleistung auch schrittweise selbst "Printing as a Service" anbieten. Bei ersterem Geschäftsfall werden Mitarbeiter des Kunden in Los Angeles zu Anlagenführern (Operater) ausgebildet. "Bevor das nicht in einer Mindestanzahl erfolgreich absolviert wurde, geben wir keinen Crafter für die Verschiffung frei", erklärt Bittner. Schließlich ist für den Umgang mit dem Gerät einiges an Wissen erforderlich. Der schichtführende Operator mache dann idealerweise primär die Ausführungsüberwachung des Roboters.

Weniger Arbeitsplätze

Dass damit Arbeitsplätze verschwinden werden, bestreitet Bittner nicht. "Bei Gesprächen kommt das Thema immer wieder einmal auf", erzählt er. Bittner sieht das aber als logische Entwicklung der voranschreitenden Technologisierung an, die es schon oft gegeben hat. "Anfang des 20. Jahrhunderts waren in Österreich ca. 70 Prozent der Menschen in der Landwirtschaft beschäftigt", gibt er zu bedenken. Heute seien es aufgrund von Automatisierung und Industrialisierung vermutlich unter fünf Prozent. "Solche Effekte hat es bereits in mehreren Branchen gegeben", so Bittner. Gering ausgebildete Arbeitskräfte würden es in der Zukunft generell schwieriger haben am Arbeitsmarkt. Ein Trend, der bald auch die Bauwirtschaft erfassen wird.

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