3D-Druck mit Abfällen aus Marmorsteinbrüchen

Die Entsorgung von Steinabfällen aus Steinbrüchen kann eine große Herausforderung sein. Im Tessin, Schweiz, kann dieses Gesteinsmehl bis zu 40% der Gesamtproduktion ausmachen. Um diesem Problem entgegenzuwirken haben die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH) und die Fachhochschule Südschweiz (SUPSI) einen 3D-Drucker entwickelt der aus Abfällen individuell gestaltbare Architekturelemente herstellt.

Eine Fallstudie demonstriert die Verwendung dieses 3D-Druckverfahrens zur Herstellung eines optimierten Bodensystems. Es entstand eine strukturell optimierte Standseilbahnboden-Baugruppe aus Abfallmaterial eines Tessiner Marmorbruchs. Das Projekt illustriert, wie 3D-Druck komplexer Strukturformen den Materialverbrauch reduzieren und die Verwendung lokaler, recycelter Ressourcen fördern kann.

In seiner derzeitigen Ausführung ist BJT jedoch für den Bau ungeeignet: Die gedruckten Teile sind spröde. Die organischen Bindemittel sind schlecht feuer- und witterungsbeständig und emittieren noch mehrere Wochen nach der Herstellung flüchtige organische Verbindungen.

Die Technologie nutzt das Binder Jetting (BJT), ein 3D-Druckverfahren, das ein Bindemittel zur Verfestigung bestimmter Bereiche des körnigen Materials Schicht für Schicht verwendet. Die ETH Zürich entwickelte eine Methode, die ein alternatives, auf Geopolymeren basierendes Bindemittel vorschlägt, um die gängigen Einschränkungen von BJT zu überwinden.

Die Kombination von recycelten Materialien und 3D-Druckverfahren ist besonders für druckdominierte Systeme geeignet, die die Druckfestigkeit maximieren. Die Baugruppe wird während der Architekturbiennale von Venedig 2023 im Palazzo Mora ausgestellt werden.