3D-Drucken mit Holz und Beton im Verbund

Forscher der Technischen Universität München entwickeln ein Verfahren für die additive Fertigung von großformatigen Bauteilen aus Holzleichtbeton.

Das Forschungsvorhaben “Additive Fertigung frei geformter Bauelemente durch numerisch gesteuerte Extrusion von Holzleichtbeton” wird vom Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion der TU München unter der Leitung von Klaudius Henke und Daniel Talke durchgeführt. Auf der Grundlage eines digitalen Modells sollen frei geformte, großformatige Bauteile aus Holzleichtbeton automatisch und ohne den Einsatz von bauteilspezifischen Werkzeugen als Einzelstücke oder in Kleinserien hergestellt werden können.

Hierbei wird die zu fertigende Geometrie aus einer Serie aufeinanderfolgender, horizontaler Schichten aufgebaut. Die einzelne Schicht wird erzeugt, indem ein Strang fließfähigen Materials aus einer bewegten Ausbringvorrichtung (Dispenser) gezielt ausgebracht wird. Die Führung des Dispensers übernimmt eine numerisch gesteuerte Einheit (Raumportal, Industrieroboter).

Im Unterschied zu vergleichbaren, rein auf mineralischen Materialien basierenden Lösungsvorschlägen kommt hier, in Verbindung mit dem Bindemittel Zement, zusätzlich der nachwachsende Rohstoff Holz zur Anwendung. Dies bringt Vorteile für den Fertigungsprozess mit sich (kleinere Masse, bessere Bearbeitbarkeit etc.), als auch für die Eigenschaften des erhärteten Baustoffs (geringes Gewicht, geringe Wärmeleitfähigkeit etc.). Aufgrund der Verbindung von Freiformgeometrie und Einzelfertigung einerseits mit Leichtigkeit und Dämmfähigkeit andererseits sind die Haupteinsatzgebiete des Verfahrens in der Herstellung von formoptimierten Hüll- und Tragwerkselementen sowie in der Einpassung von Bauteilen in den Baubestand zu sehen.

Bereits vor zwei Jahren hat der Lehrstuhl ein Projekt in dem Bereich vorgestellt, über das wir berichtet haben. Dabei ging es um den Einsatz von 3D-gedruckten Holzpartikeln im Bauwesen.

Gefördert wird das im Oktober gestartete Projekt von der Forschungsinitivative Zukunft Bau vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit.

Link: Additive Fertigung frei geformter Bauelemente durch numerisch gesteuerte Extrusion von Holzleichtbeton