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3D-Druck in der Baubranche

Seit einigen Jahren boomt der 3D-Druck von Häusern. Immer mehr Unternehmen und Start-ups beschäftigen sich mit der additiven Fertigung in der Baubranche. Es gibt verschiedene Ansätze, die dabei verfolgt werden.

Einer der Pioniere in diesem Bereich war das US-amerikanische Unternehmen Contour Crafting Corporation. Behrokh Khoshnevis hat das als Professor für Industrial & Systems Engineering an der University of Southern California (USC) die Technik Contour Crafting 1996 entwickelt. Daraus entwickelt sich das Unternehmen und 2012 hielt der Professor einen viel beachteten TED-Vortrag zu dem Thema:

Contour Crafting: Automated Construction: Behrokh Khoshnevis at TEDxOjai

Erst in den 2000er-Jahre folgten Unternehmen, die sich auch in den 3D-Druck von Häusern beschäftigen. Zu den bekanntesten Unternehmen gehören das 2003 gegründete Winsun aus China und das 2017 gegründete COBOD aus Dänemark. Auch in den USA haben sich mittlerweile mehrere Hersteller neben Contour Crafting Corporation etabliert. Zu nennen wären da u.a. ICON und Black Buffalo. Weitere Firmen finden Sie weiter unten in einer Liste.

Technik hinter dem 3D-Druck von Häusern

Grundsätzlich funktionieren die Systeme alle recht ähnlich. Mit einem robotischen System werden Wände eines Gebäudes Schicht für Schicht mit Zementmischungen aufgebaut. Entweder wird der Druckkopf auf einem Gerüst geführt oder auf einem großen Roboterarm. Im Normalfall werden hierbei die Grundmauern und die Zwischenmauern aufgebaut. Das Fundament, Zwischendecken, das Dach und weitere Teile des Hauses werden mit herkömmlichen Methoden hergestellt. Der Hersteller ICON hat bei einem Bauprojekt in Austin gezeigt, wie der untere Stock mit 3D-Druck-Technologie und die obere Etage mit klassischen Mittel erbaut wurden:

3D-printed Homes by ICON | Austin, TX | Developer 3Strands

Derzeit versuchen auch die Hersteller die Materialien zu verbessern. So muss bei den meisten Methoden viel Zement verwendet werden, weil dieser schneller aushärtet. Unternehmen versuchen, mit Partnern aus der Betonindustrie neue Mischungen zu finden. So hat der mexikanische Konzern Cemex mit COBOD eine eigene Zementmischung entwickelt, welche günstiger als herkömmlicher Zement ist.

Der österreichische Ziegelproduzent Wienerberger geht beim Hausbau einen anderen Weg und zeigte den Aufbau eines Ziegel-Hauses mit einem Bauroboter von Fastbrick Robotics. Wienerberger hat bereits Ende 2018 ein mehrstufiges Partnerschaftsabkommen mit FBR (Fastbrick Robotics) unterzeichnet, um eine innovative Methode für das Verlegen von Ziegeln mit Robotern zu entwickeln. Erst vor wenigen Monaten konnte das erste Modellhaus in Australien gebaut werden.

Wienerberg Ziegelhaus

Kosten eines 3D-gedruckten Hauses

Der Preis eines 3D-gedruckten Hauses variiert – wie auch bei anderen Baumethoden – stark. So kommt es auf die Größe, das Material und den Standort an. Das erste kommerzielle verkaufte 3D-gedruckte Haus wechselte in den USA den Besitzer für 300.000 $. Es wurde vor Ort mit dem Autonomous Robotic Construction System (ARCS) von SQ4D gedruckt. Das Haus hat eine Wohnfläche von 130 Quadratmeter.

Innenansicht des 3D-gedruckten Hauses
Innenansicht des 3D-gedruckten Hauses

Aussichten des Hausbaus mit dem 3D-Druck

Derzeit steckt der Hausbau mit 3D-Drucker noch in den Kinderschuhen. Obwohl es in der Vergangenheit schon mehrere erfolgreiche Projekte gegeben hat, handelt es sich dabei meistens um Prototypen oder Vorzeigeprojekte. Es wurden zwar schon kommerziell 3D-gedruckte Einfamilienhäuser verkauft, aber eine breite Verfügbarkeit gibt es derzeit noch nicht.

Laut Analysen soll der 3D-Druck von Häusern in den nächsten 10 Jahren ein Milliarden-Business werden und könnte damit einer der wichtigsten Sparten des 3D-Drucks werden.

Einige Medienberichte zeichnen teilweise noch ein unrealistisches Bild der derzeitigen Möglichkeiten. Es ist vergleichbar mit den Anfängen des 3D-Drucks im Heimbereich. Auch damals wurden falsche Erwartungen in den 3D-Druck erweckt. Das sorgte dafür, dass manche Menschen von der tatsächlichen Entwicklung anfangs enttäuscht waren. Das Gleiche geschieht teilweise auch bei den Berichten über 3D-gedruckte Häuser. Belinda Carr, eine YouTuberin und 3D-Druck-Spezialistin, hat in einem Video die größten Mythen des Haus-3D-Drucks zusammengefasst.

Exposing 5 LIES about 3D Printed Concrete Homes

Bau-3D-Drucker Hersteller

wdt_ID Logo Firma Land Gründung Info Artikel
2 Branch Technology USA 2015 Branch Technology baut mit einem Sechs-Achsen-Robotersystem große Komponenten, wie z.B. Fassaden.
3 ICON USA 2016 Das US-Unternehmen ICON hat sich auf den Hausbau mit 3D-Druck spezialisiert. Dafür wurde die 3D-Drucker-Serie Vulcan entwickelt. Der 3D-Drucker steht dabei auf einem großen Gestell und druckt die gewünschten Objekte. ICON hat schon einige Hausprojekte umgesetzt.
4 Twente AM Niederlande 2019 Twente AM ist ein Unternehmen aus den Niederlanden. Im Jahr 2020 hat die Firme einen 3D-Großdrucker für Beton vorgestellt.
14 Apis cor USA 2016 Apis cor ist ein US-Startup, das auch einen Sitz in Russland hat. 2017 sicherte sich das Unternehmen eine Finanzierung in der Höhe von 6 Millionen US-Dollar.
15 COBOD Dänemark 2017 COBOD ist vermutlich das bekannteste europäische Unternehmen dieser Art. 2017 stellte die Firma mit BOD (Building On Demand) seinen ersten 3D-Drucker für den Hausbau vor. Mittlerweile gibt es schon neuere Versionen der Maschine und COBOD setzte schon international Projekte um.
17 MX3D Niederlande 2014 MX3D ist auf die Verarbeitung von Metall spezialisiert. Mit dieser Art von Druck ist es dem Unternehmen möglich Strukturen wie Brücken herzustellen.
18 Prvokod Tschechien 2019 Prvokod ist ein tschechisches Unternehmen, welches wie andere Projekte dieser Art mit einem Roboterarm arbeitet. Das Unternehmen listet etliche namhafte Partner auf und hat auch schon ein Haus in Tschechien mit der eigenen Technologie erbaut.
22 S-Squared USA 2018 S-Squared hat mit dem Autonomous Robotic Construction System (ARCS) ein System zum Patent angemeldet, mit welchem das Unternehmen Häuser drucken kann. Wie bei anderen Anbietern handelt es sich um ein großes Gerüst mit Druckkopf.
23 WASP Italien 2015 WASP ist ein italienischer 3D-Drucker-Spezialist. Neben diversen 3D-Drucker bietet das Unternehmen auch Maschinen für den Druck von Häusern an.
24 Winsun China Winsun ist eines der bekanntesten Unternehmen auf diesem Gebiet. In China konnte mit deren Beton 3D-Druck schon viele Projekte umgesetzt werden.
29 CyBe Construction Niederlande 2017 Das niederländische Unternehmen CyBe Construction setzt einen Roboterarm ein, um mit Beton zu drucken.
30 Contour Crafting Corporation USA Contour Crafting Corporation ist einer der Pioniere in dieser Branche. Gegründet wurde das Unternehmen von Behrokh Khoshnevis. Mittlerweile sind Konzerne wie Umdasch an dem Unternehmen beteiligt.
31 Armatron USA 2010 Armatron ist ein US-Unternehmen aus Arizona, welches sich auf den 3D-Druck mit Beton spezialisiert hat. Der Firma wurde nun ein umfangreiches Patent für ein Verfahren zur Herstellung von Stahlzementen durch Hochgeschwindigkeits-Extrusionsdruck zugesprochen.
32 XtreeE Frankreich 2015 XtreeE ist ein französisches Start-up, welches sich auf den 3D-Druck mit Beton spezialisiert hat. Das Unternehmen will ein weltweites Netzwerk mit seinen Systemen aufbauen.
33 Voxeljet Deutschland 1995 Voxeljet ist eines der bekanntesten 3D-Druck-Unternehmen im industriellen Bereich. Die Firma arbeitet mit verschiedenen Materialien und experimentiert in den letzten Jahren auch mit Schalungsdruck.
34 Mighty Buildings USA 2018 Mighty Buildings will den 3D-Druck mit Fertigteiltechniken kombinieren, um den Bauprozess zu automatisieren und zu optimieren.
35 Haus.me USA 2019 Das Start-up Haus.me baut Smart-Homes. Die Wände werden aus Kunststoff mit 3D-Druck hergestellt.
36 Black Buffalo 3D USA 2019 Das Unternehmen Black Buffalo 3D hat seinen Sitz in den USA und gehört der Big Sun Holdings Group sowie ist sie Mitglied der Hyundai BS&C-Unternehmensfamilie.
37 Concrete 3D Österreich 2021 Die Concrete 3D GmbH stellt 3D-Bauteile aus Beton her. Partner sind zu gleichen Teilen die Josef Loacker GmbH (JOLO Betonfertigteile) und die Tomaselli Gabriel BauGmbH.
38 Aeditive Deutschland 2019 Aeditive ist ein 2019 gegründetes Start-up mit Sitz in Norderstedt bei Hamburg. Das Unternehmen will mit robotischen 3D-Drucklösungen die Bauindustrie digitalisieren.
40 Diamond Age USA 2021 Das US-Startup Diamond Age will mit Robotik und 3D-Druck den Bau von Häusern beschleunigen.
42 Luyten Australien 2020 Das australische Unternehmen Luyten arbeitet auch an Technologien, die im Weltall eingesetzt werden können.
Gründung

Bau-3D-Drucker Dienstleister

Mittlerweile gibt es auch eine Reihe von Unternehmen, die nicht nur eigene 3D-Drucker für den Hausbau entwickeln, sondern auch Firmen, die mit solchen Maschinen Häuser bauen. Diese Spezial-Unternehmen finden Sie in dieser Liste.

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29 Baldauf Gebäudedruck Deutschland 2017 Das deutsche Unternehmen Baldauf Gebäudedruck setzt beim Bau auf verschiedene 3D-Drucker. Das Unternehmen setzte auch die weltweit erste Gebäudeerweiterung mit 3D-Druck um.
37 Alquist 3D USA 2021 Alquist 3D baut 3D-gedruckte Häuser mit Maschinen von COBOD sowie Black Buffalo.
39 Rupp Gebäudedruck Deutschland Rupp hat 25 Jahre Erfahrungen im Bauwesen. Das Unternehmen hat das größte und erste bewohnte Mehrfamilienhaus Europas 3D-gedruckt fertiggestellt.
41 14Trees UK 2019 14Trees ist ein Joint-Venture-Unternehmen zwischen Holcim, einem weltweit führenden Anbieter von nachhaltigen Baulösungen, und der CDC Group, der britischen Regierung. Das Unternehmen will mit 3D-Druck günstigen Wohnraum schaffen.
Gründung

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Weitere Informationen über Anwendungen in der 3D-Druck-Industrie finden Sie in unserem Grundkurs.

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