Radicant: Nachhaltige 3D-Druck Wandverkleidung aus Biomaterial

Am Center for Information Technology and Architecture (CITA) der Königlich Dänischen Akademie wurde “Radicant” entwickelt – ein Wandverkleidungssystem, das mittels 3D-Druck aus biobasierten Abfallprodukten geschaffen wird. Diese innovative Konstruktion verwendet Materialien wie Knochenleim und Zellulosefasern, die aus landwirtschaftlichen Rückständen und Abfällen wie Rinde, Papier, recycelter Leinen (Baumwolle) und Seegras gewonnen werden.

Die Struktur wurde mit einem benutzerdefinierten Druckkopf erstellt, der an das WASP Industrial Clay Extrusion Kit angeschlossen ist. Dieses System kann flüssigkeitsdichte Materialien während des Druckvorgangs erhitzen. Das Projekt ist Teil einer breiteren Forschungsanstrengung, um umweltfreundliche, biobasierte Materialien in architektonischen Anwendungen zu nutzen. Radicant wurde im Rahmen des Eco Metabolistic Architecture-Projekts von CITA entwickelt und war Teil der Ausstellung “Living Prototypes” im Aedes Architecture Forum in Berlin.

Die Mischung für Radicant besteht aus Knochenleim und Zellulosefasern, die aus verschiedenen Abfallströmen stammen, einschließlich der Papier-, Holz- und Textilindustrie. Der Knochenleim-Biopolymer wird mit verschiedenen Zellulosefasern beladen, wodurch eine flüssigkeitsdichte Paste entsteht. Für den Druck großer Mengen dieses Materials hat CITA das beheizte Extrusionssystem von WASP in ihren Roboterarm integriert. Mit dieser benutzerdefinierten Einrichtung wurde die gesamte 6 Meter hohe Struktur geschaffen, die aus verschiedenen, gedruckten und später zusammengefügten Fliesen besteht. Das filigrane Muster der Fliesen ermöglichte es der Feuchtigkeit, leicht aus dem Material zu verdunsten, sodass die Paneele kontrolliert und stabil trocknen konnten.

Der Entwurfsprozess für Radicant begann mit einem 3D-Scan, um ein genaues digitales Modell der Wand zu erstellen, an der das Verkleidungssystem befestigt wird. Dieses Modell wird dann verwendet, um eine volumetrische Darstellung mithilfe eines hochauflösenden Voxel-Grids zu erstellen. Dieses Voxel-Grid wird genutzt, um eine Reihe von „Informationslagen“ zu erstellen, die die Wand detailliert beschreiben, einschließlich struktureller Anforderungen, lokaler Höhen und vorhandener Merkmale. Diese Schichten werden verwendet, um das Verkleidungssystem auf der Wand zu modellieren, sodass es sich perfekt anpasst.

Der Druckpfad wurde direkt aus dem volumetrischen Modell erstellt, um die Erstellung und anschließende Übersetzung in einen Zwischen-3D-Modellg-Code zu vermeiden. Die Struktur ähnelt der eines an einer Wand wachsenden Weinstocks. In den Hauptzweigen ist das Material dichter und wird allmählich leichter, je weiter es sich von seinem Stamm entfernt. Das gesamte Wandstück ist so konzipiert, dass es als Innenwand oder Verkleidung verwendet werden kann und sich an seine Umgebung anpasst.