3D-gestrickte Schalung KnitCandela spart Baumaterial und Zeit

Das Herz der vier Meter hohen gebogenen Betonschale ist gestrickt. Die Schalung der Struktur ist ein Textil, das von einem Stahlseilnetz getragen wird. Der Prototyp KnitCandela markiert die erste Anwendung, bei der diese Technologie im architektonischen Maßstab eingesetzt wird. Die Struktur ist eine Hommage an den spanisch-mexikanischen Architekten Felix Candela (1910–1997) und eine Zusammenarbeit mit der Zaha Hadid Architects Computation and Design Group (ZHCODE) und Architecture Extrapolated (R-Ex).

Die Technologie wurde an der ETH Zürich entwickelt. Nach einem digital generierten Muster produzierte eine industrielle Strickmaschine die Schalung der Schalung für die Schalenstruktur: In 36 Stunden strickte sie ein vollständig geformtes, zweilagiges 3D-Textil aus vier langen Streifen. Die untere Schicht bildet die sichtbare Decke – eine gestaltete Oberfläche mit einem bunten Muster. Die obere Schicht enthält Muffen für die Kabel des Schalungssystems und Taschen für einfache Ballons, die nach dem Beschichten der gesamten Struktur mit Beton zu Hohlräumen werden, die Material und Gewicht sparen. Die Herstellung einer Schalung für eine solche geometrisch komplexe Struktur mit herkömmlichen Verfahren würde erheblich mehr Zeit und Material kosten. Es wurden nur eine 55 Kilogramm schwere Schalung für fünf Tonnen Beton benötigt.

Im Innenhof des Museums wurde die Gestrickschalung zwischen einem temporären Begrenzungsrahmen gespannt und mit einer speziell formulierten Zementmischung besprüht. Diese Anfangsschicht war nur wenige Millimeter dick, aber ausreichend, um eine starre Form zu erzeugen; Nach dem Aushärten wurde herkömmlicher Faserbeton aufgetragen.

Stricken ist der neue 3D-Druck

Die Technologie hinter KnitCandela wurde von Mariana Popescu und Lex Reiter im Rahmen des Nationalen Forschungsschwerpunkts des National Research Centre (NFS) der Schweiz im Forschungsprojekt Digital Fabrication entwickelt. Mariana Popescu ist Doktorandin bei Philippe Block, Professor für Architektur und Struktur an der ETH Zürich, während Lex Reiter bei Robert Flatt, Professor für physikalische Chemie von Baustoffen, studiert.

Popescus Forschungen zeigen, dass die Verwendung von gestrickten Textilien in architektonischen Anwendungen Material, Arbeit und Abfall einspart und den Konstruktionsprozess für komplexe Formen vereinfacht. Matthias Rippmann, Projektleiter bei KnitCandela und Senior Researcher in der Block Research Group, sagt: “Von den ersten Arbeiten bis zur Fertigstellung vergingen nur fünf Wochen – das ist bedeutend weniger Zeit als wir mit konventioneller Technologie benötigt hätten.”

Popescu sagt: „Stricken bietet den Vorteil, dass 3D-Formen nicht aus mehreren Teilen zusammengesetzt werden müssen. Mit dem richtigen Strickmuster können wir sämtliche Wölbungen, Taschen und Kanäle per Knopfdruck produzieren.“ Für die Bauindustrie ist der 3D-Druck ein großes Thema. Philippe Block sagt, dass die Pioniermethode seiner Gruppe gewissermaßen eine neue Form des 3D-Drucks ist. „nur dass wir dazu keine neuartige Maschine benötigen. Eine herkömmliche Strickmaschine reicht.“