Direkt aus dem 3D-Drucker:

War der 3D-Druck zunächst dem industriellen Bereich vorbehalten, findet er mittlerweile in allen möglichen Bereichen Verwendung. Sogar in der Lebensmittelbranche wird damit experimentiert. Beim Häuserbau ist der 3D-Druck inzwischen etabliert. Jüngst wurde das erste komplett 3D-gedruckte Wohnhaus in den Niederlanden bezogen. Das freistehende, einstöckige Haus besteht aus Beton und wurde erbaut von Theo Salet von der Technischen Universität Eindhoven und seinem Team. Sie haben es aus 24 gedruckten Bauelementen zusammengesetzt, die der 3D-Betonprinter der Hochschule Schicht für Schicht erstellte.

Der etwas archaisch anmutende Beton-Bungalow mit 94 Quadratmetern Nutzfläche steht im Landschaftspark Meerhoven und ist ein Meilenstein, der zeigt, was alles möglich ist. So hat der Roboterarm des 3D-Druckers in Eindhoven den Beton peu à peu auf eine Metallplatte gesprüht und so eine leicht geriffelte Wand realisiert. Diese kann gerade, schräg oder rund sein, ganz nach Wunsch. Theo Salet spricht von ‚Freiheit der Form’ – in diesem Fall wurde sie an den Standort angepasst und soll wie ein großer Findling im Park stehen. Doch auch jede andere Form wäre möglich.

In diesem ersten von fünf geplanten Häusern aus dem 3D-Drucker befinden sich ein Wohn- und Esszimmer sowie zwei Schlafzimmer. Das Gebäude ist komplett eingerichtet und war zunächst drei Monate für die Öffentlichkeit als Showroom geöffnet. Inzwischen sind die ersten Mieter eingezogen. Jede Mietpartei darf ein halbes Jahr in dem 3D-Haus wohnen, um es möglichst vielen Menschen ‚erwohnbar’ zu machen. Doch laut Theo Salet ist ein Hauptvorteil des 3D-Drucks die Möglichkeit, nachhaltig zu bauen, indem nur wenige Materialien verwendet werden. Zudem kann mit dieser Art des industriellen Bauens der Wohnungsnot effektiv entgegengetreten werden, schließlich ist jedes 3D-Bauwerk schnell gebaut – und darüber hinaus maßgeschneidert.

Learning by doing: Nach dieser Devise entstehen die fünf Häuser eins nach dem anderen. So lässt sich von jedem Gebäude lernen, und die Technik kann im Sinne einer Weiterentwicklung optimiert werden. Bereits das nächste Gebäude soll zweigeschossig werden, das letzte soll gar drei Etagen haben. Auf diese Weise wird am Rande der Großstadt Eindhoven in grüner Umgebung eine Art bewohnbarer, moderner Skulpturenpark entstehen, mit sehenswerten architektonischen Kunstwerken aus dem 3D-Drucker.

So beeindruckend die 3D-Häuser auch sind, ein großer Teil der Ergebnisse aus 3D-Druckern bleibt unseren Augen verborgen. In vielen Fällen wird der 3D-Druck nämlich für die Erstellung von Prototypen eingesetzt. Auch bei emco nutzt man bereits seit über zehn Jahren eigene 3D-Drucker in der Forschung und Entwicklung. Sie dienen vor allem dem ‚Rapid Prototyping’, also der Herstellung von Mustern und Passteilen, beispielsweise für Eingangsmattenprofile oder Badaccessoires. Der entscheidende Vorteil: Musterteile, die früher in der hauseigenen Werkzeugmacherei gefertigt wurden, brachten neben hohen Herstellungskosten und einer unnötig hohen Materialgüte meist lange Wartezeiten mit sich. Mit dem 3D-Druck können solche Muster innerhalb weniger Tage, manchmal sogar innerhalb eines Tages erstellt werden, was die Entwicklung erheblich beschleunigt. Es werden keine im 3D-Drucker hergestellten Teile in Serie produziert oder in Produkten verbaut. Kleinteile für diverse Anwendungen werden allerdings immer gedruckt, sei es Muster für Türpuffer, Mattenverbinder, Abdeckkappen oder Montagewerkzeuge, die getestet und danach als Spritzguss gefertigt werden.

Da im 3D-Druck dreidimensionale Objekte entstehen, müssen die Drucker über genügend Bauraum verfügen. Zurzeit sind bei emco zwei Geräte im Einsatz: ein Stratasys Dimension SST 1200es (250 x 250 x 300 mm) und ein Ultimaker S5 (330 x 240 x 300 mm). Ein wesentlicher Unterschied der Drucker ist die Art des Bauraums. Beim Dimension SST 1200es ist er geschlossen. Vor dem Druck wird er aufgeheizt und während des Drucks die konstanten Umgebungsverhältnisse gehalten. Der Ultimaker S5 ist nach oben offen und regelt die Temperatur im Innenraum bzw. des Druckteils über die üblichere beheizte Druckplatte, die bei ca. 60 °C gehalten wird. Im Bauraum wird das via CAD festgelegte Endprodukt schichtweise aufgebaut. Ein Druckkopf trägt Schichten mit einer Dicke von bis zu minimal 0,06 mm auf eine bewegliche Druckplatte auf, die schrittweise abgesenkt wird. So wird das Druckobjekt nach und nach hochgezogen. So nutzt die emco Group die 3D-Technologie zur Entwicklung und Optimierung von Produkten in unterschiedlichsten Bereichen.