3D-Druck hat vielseitige Anwendungsfelder. Von einfachen Bauteilen bis hin zu komplexen mechanischen Komponenten sind der Kreativität und den Geometrien praktisch keine Grenzen gesetzt. Der Ursprung des 3D-Drucks liegt in der Filament-Druckweise, bei der ein dünnes Kunststoff-Filament durch eine erhitzte Düse geschoben wird. Der Druckkopf fährt hier die Layer nacheinander ab. Der Sprung zwischen den Layern definiert die resultierende Schichtdicke. Wichtig ist, dass Vorschubgeschwindigkeit und Layer-Dicke auf den jeweiligen Druck angepasst werden, damit sich die unterschiedlichen Schichten ausreichend verbinden und aushärten. Neben dem Filament-Druck gibt es noch weitere Verfahren wie beispielsweise das Aufschweißen oder Lasersintern. Diese Technologien finden vor allem im Maschinenbau und in der Luft- und Raumfahrt Anwendung

Für die industrielle Anwendung werden zukünftig die Themen Recycling und die Beimischung bestehender, wiederverwendeter Baustoffe eine wichtige Rolle spielen. Ziel muss es sein, nicht nur Verschalungen zu drucken, die später Teil des Gebäudes werden, sondern direkt tragende und nicht tragende Wände zu realisieren, ohne dass Ortbeton zur Verfüllung benötigt wird. In die Konstruktion können dann konventionelle Verbindungen und tragende Elemente integriert werden. Derzeit ist die Verwendung von 3D-Druck im Bau und in der Konstruktion noch in der Anfangsphase. Die Folgeprojekte werden zeigen, wie sich die Technik dauerhaft implementiert und welche Möglichkeiten sich bieten, die derzeit noch teilweise oder gänzlich unerschlossen sind. 

Der Druck im Fall des Serverhotels wurde mit einem Portaldrucker der Firma Peri realisiert. Der Vorteil dieses Druckes ist die Standfestigkeit und die daraus resultierende Druckgenauigkeit durch Minimierung der Schwingungen. Alternative Systeme, die lediglich mit einarmigen Systemen auskommen, sind aktuell in der Entwicklung und teilweise schon im Test. Die Auswahl des Baustoffes ist hier jedoch sehr entscheidend, da herkömmliche Betonpumpen die Druckgenauigkeit negativ beeinflussen würden.

Um alle Potenziale ausschöpfen zu können, wurde im Serverhotel das Oberflächenfinish mit einem automatisierten Beschichtungsroboter durchgeführt. Da die Oberflächenstruktur gewollt die Strukturen des 3D-Druckverfahrens darstellt, hat man sich entschieden, diese Oberflächen so zu belassen. 

Aufgrund der Rauheit der Strukturen kommt nur eine Beschichtung per Sprühnebel in Betracht. Hier können nun auch Lacke verwendet werden, die aufgrund ihrer Ausdünstung einen Atemschutz der verarbeitenden Personen vorschreiben würden. Stundenlange Arbeit in entsprechender Schutzausrüstung gehört durch die Ausführung mit dem Roboter der Vergangenheit an. Dafür steigen die Anforderungen an die Technikkompetenz des betrauten Gewerkes.

Potenziale weist der 3D-Druck je nach Auslegung der Materialzusammensetzung in den Bereichen Nachhaltigkeit, CO2-Bilanz, Planbarkeit und vor allem Strahlkraft auf. Der beim Serverhotel verwendete Baustoff von Heidelberg Materials mit dem Namen i.tech® 3D weist laut Herstellerangaben folgende Möglichkeiten auf:

• Herstellen von Fertigteilen direkt auf der Baustelle
• 3D-Extrusionsdruck von tragenden und nicht tragenden Bauteilen
• Druck gerader und geschwungener Bauteile

Mit dem Generalplanung // plus Ansatz von io erschließt sich zudem die Möglichkeit einer vollständig integrierten Planung. Durch die Inhouse-Verfügbarkeit aller Spezialisten der beteiligten Fachbereiche ergeben sich ganz neue Potenziale. Es ist somit denkbar, eine Fabrik der Zukunft sowohl digital zu planen als auch schnittstellenbezogen so zu optimieren, dass Prozesse, Materialeinsatz, energetische Effizienz und Design Hand in Hand gehen. Wir sind gespannt, wie sich diese Technik weiterentwickelt und welche Anwendungsfälle wir für Ihre Projekte herausarbeiten können.