Die Bauindustrie erlebt gerade ihren „Tesla-Moment“: Nach Jahrzehnten der Beharrung auf bewährte Methoden drängen fliegende Roboter in eine Branche, die Innovationen traditionell skeptisch betrachtet. Was nach Science-Fiction klingt, nimmt in den Laboren des Imperial College London und der Schweizer Empa bereits konkrete Formen an. Forscher haben Drohnen entwickelt, die während des Fluges 3D-drucken und dabei Strukturen errichten, die menschliche Arbeiter nie erreichen könnten.

Das „Aerial Additive Manufacturing“ (Aerial-AM) System arbeitet nach einem faszinierenden Prinzip: Zwei spezialisierte Drohnentypen – die materialauftragende „BuilDrone“ und die qualitätskontrollierende „ScanDrone“ – agieren wie ein eingespieltes Bauteam. Inspiriert von Bienen und Wespen, die kooperativ komplexe Strukturen errichten, haben die Ingenieurinnen ein System geschaffen, das menschliche Baumeister in puncto Präzision und Ausdauer übertrifft.

Millimetergenau in 120 Metern Höhe

Die technischen Herausforderungen schienen zunächst unlösbar: Wie stabilisiert man eine Drohne beim Materialauftrag? Wie kompensiert man Windböen und Vibrationen? Die Lösung fanden die Wissenschaftler in einem raffinierten Druckkopf mit aktiver Stabilisierung. Das Ergebnis: millimetergenaue Materialaufträge selbst bei turbulenten Bedingungen.

In Testläufen entstanden bereits Zylinder von über zwei Metern Höhe aus Polyurethan-Schaum und 18 Zentimeter hohe Strukturen aus zementähnlichem Material. Die Genauigkeit beträgt beeindruckende fünf Millimeter – ein Wert, der manchen Handwerker beschämen dürfte. Professor Mirko Kovac, Projektleiter am Imperial College, arbeitet bereits an der Kommerzialisierung: „Erste Anwendungen für Reparatur- und Scanning-Aufgaben werden in zwei bis drei Jahren marktreif sein.“

Schweizer Präzision trifft Drohnentechnik

Am Empa-Forschungsstandort NEST entsteht derzeit der „DroneHub“ – Europas erste Testinfrastruktur für Baudrohnen unter realen Bedingungen. Hier sollen theoretische Konzepte in marktfähige Technologien überführt werden. Der Ansatz ist pragmatisch: Statt perfekte Allzwecklösungen zu entwickeln, konzentrieren sich die Forscher auf spezifische Einsatzszenarien wie Hochhäuser, Brücken oder Katastrophengebiete.

Yusuf Furkan Kaya, Hauptautor der wegweisenden Studie in „Science Robotics“, betont die Vorteile gegenüber konventionellen Baumaschinen: „Bodengebundene Robotersysteme wiegen oft mehrere Tonnen und benötigen aufwändige Infrastruktur. Baudrohnen sind leicht, mobil und flexibel – genau das, was die Branche braucht.“

Zwischen Versprechen und Realität

Doch bei aller Euphorie: Die Technologie steckt noch in den Kinderschuhen. Der Energieverbrauch ist hoch, die Nutzlast begrenzt. Dennoch zeigen aktuelle Marktanalysen beeindruckende Wachstumsprognosen: Der globale Markt für Baudrohnen soll von 5,1 Milliarden US-Dollar in 2024 auf 9,86 Milliarden US-Dollar bis 2033 anwachsen.

Bereits heute nutzen Bauunternehmen Drohnen für Vermessung, Baufortschrittskontrolle und Inspektionen. Die Kostenersparnisse sind erheblich: Präzise photogrammetrische Aufnahmen ersetzen teure Vermessungstrupps, Thermografieaufnahmen decken Baumängel auf, bevor sie kostspielig werden.

Rechtliche Turbulenz bremst Innovation

Die größten Hürden sind jedoch nicht technischer, sondern regulatorischer Natur. Die deutsche und europäische Drohnenverordnung schränkt kommerzielle Einsätze erheblich ein: Genehmigungspflichten, Flugbeschränkungen und Datenschutzbestimmungen verzögern die Markteinführung. Eine Studie mit 423 Vermessungsfachleuten im deutschsprachigen Raum zeigt: Wetterbedingungen und rechtliche Beschränkungen sind die Haupthindernisse für den praktischen Einsatz.

„Die Überadministrierung der Drohnenregulierung führt zu immensen Compliance-Kosten und kann das Problem langwieriger Genehmigungsverfahren nicht lösen“, kritisiert ein aktueller Branchenbericht. Während sich Länder wie Australien, Norwegen und China durch progressive Frameworks profilieren, kämpft Europa noch mit bürokratischen Hürden.

Die Vision einer hybriden Bauindustrie

Die Zukunft liegt nicht in der Verdrängung menschlicher Arbeitskraft, sondern in intelligenter Ergänzung. Kombinierte Bauprozesse, bei denen bodengebundene Systeme die Grobarbeit erledigen und Drohnen ab einer bestimmten Höhe übernehmen, gelten als Erfolgsmodell. In Deutschland entstand 2024 bereits das erste öffentlich geförderte 3D-Druck-Mehrfamilienhaus in Lünen – allerdings noch mit stationären Systemen.

Internationale Pioniere wie die texanische Firma ICON drucken bereits 2.000 Quadratmeter große Eigenheime und arbeiten an ganzen Siedlungen für einkommensschwache Familien. Der Schritt zu fliegenden 3D-Druckern ist nur konsequent.

Nachhaltigkeit als Innovationstreiber

Der ökologische Aspekt könnte zum entscheidenden Faktor werden: 3D-Druck mit Drohnen gilt als umweltfreundlicher als traditionelle Baumethoden, da er die Biodiversität weniger beeinträchtigt und natürliche Ressourcen schont. Gleichzeitig ermöglichen Drohnen Bauprojekte in sensiblen Gebieten, ohne schwere Maschinen und Infrastruktur.

Die ersten Feldversuche sind für dieses Jahr geplant. Sie könnten den Beginn einer neuen Ära markieren – einer Epoche, in der der Himmel nicht mehr die Grenze, sondern der Arbeitsplatz der Bauindustrie ist. Die Frage ist nicht mehr, ob Drohnen Häuser bauen werden, sondern wann die erste Architektin ihr Büro in 50 Metern Höhe einrichtet.

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Der 3D-Druck hat das Potenzial, die Baubranche grundlegend zu verändern. Was vor einigen Jahren noch als futuristische Spielerei abgetan wurde, ist heute ein ernstzunehmendes Verfahren mit enormem Potenzial. Ein besonders spannender Aspekt dieser Technologie liegt in der Möglichkeit, den Hausbau nicht nur schneller und effizienter zu gestalten, sondern auch nachhaltiger. Durch den Einsatz von wiederverwertbaren Materialien könnte der 3D-Druck den Weg für eine vollständig recyclebare Bauweise ebnen.

Recyclingfähige Materialien: Die Zukunft des Bauens

Ein herausragendes Beispiel für den Fortschritt im Bereich des 3D-Drucks ist das Projekt „BioHome3D“, das in Maine, USA, realisiert wird. Dieses Projekt zeigt eindrucksvoll, wie durch den Einsatz von biobasierten und vollständig recycelbaren Materialien eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Baumethoden geschaffen werden kann. BioHome3D besteht aus einer Mischung von Holzfasern und Bioharzen, die nicht nur nachwachsend und umweltfreundlich sind, sondern nach Ende ihrer Lebensdauer problemlos recycelt werden können .

Der 3D-Druck ermöglicht es, Gebäude präzise und ohne übermäßigen Materialeinsatz zu konstruieren. Dieser Aspekt spielt eine entscheidende Rolle, wenn es um die Minimierung von Abfall und die Schonung natürlicher Ressourcen geht. Traditionelle Bauverfahren produzieren oft erhebliche Mengen an Bauabfällen, die auf Deponien landen. Im Gegensatz dazu wird beim 3D-Druck nur das Material verwendet, das für den Bau tatsächlich benötigt wird. Diese „Null-Abfall“-Philosophie könnte in Kombination mit recyclebaren Materialien die Baubranche revolutionieren.

Ressourcenschonung durch biobasierte Baustoffe

Die Baubranche ist bekannt dafür, eine erhebliche Menge an natürlichen Ressourcen zu verbrauchen. Beton und Stahl, die Hauptmaterialien des modernen Bauens, sind nicht nur energieintensiv in der Herstellung, sondern tragen auch erheblich zu den weltweiten CO2-Emissionen bei. Der Einsatz von recycelbaren und biobasierten Materialien im 3D-Druck bietet hier eine vielversprechende Alternative.

Ein zentraler Aspekt der Entwicklung von recyclebaren Gebäuden im 3D-Druck ist die Verwendung von lokal verfügbaren Rohstoffen. Im Projekt BioHome3D werden Holzfasern verwendet, die als Nebenprodukt der örtlichen Forstindustrie anfallen und sonst entsorgt werden müssten . Diese Fasern sind nicht nur nachhaltig, sondern tragen auch zur Reduzierung der CO2-Emissionen bei, indem sie als „Kohlenstoffsenke“ fungieren. Ein 600 Quadratmeter großes BioHome3D speichert beispielsweise rund 46 Tonnen CO2, das sonst in die Atmosphäre gelangt wäre.

Die Herausforderungen von Beton und Zement

Auch wenn die Fortschritte im Bereich der biobasierten Materialien vielversprechend sind, bleibt der Einsatz von Beton im 3D-Druck eine Herausforderung. Beton ist nach wie vor das am häufigsten verwendete Material im Bauwesen und wird auch beim 3D-Druck häufig eingesetzt. Allerdings ist die Herstellung von Beton und Zement äußerst energieintensiv und trägt erheblich zur globalen CO2-Bilanz bei. Die Forschung konzentriert sich daher darauf, Betonmischungen zu entwickeln, die umweltfreundlicher und möglicherweise recycelbar sind .

Einige Unternehmen experimentieren bereits mit alternativen Materialien, die die negativen Umweltauswirkungen von Beton verringern sollen. So gibt es Mischungen, die weniger Zement enthalten oder recycelte Baustoffe wie Kunststoff oder Industrieabfälle integrieren. Diese Ansätze könnten langfristig dazu führen, dass auch Beton im 3D-Druck vollständig recyclebar wird.

Recyclebare Gebäude für eine nachhaltige Zukunft

Das Konzept vollständig recyclebarer Gebäude ist nicht nur eine technologische Herausforderung, sondern auch eine wichtige Antwort auf den steigenden Bedarf an Wohnraum und den wachsenden Druck, nachhaltiger zu bauen. UN-Habitat prognostiziert, dass bis 2030 drei Milliarden Menschen verbesserten Wohnraum benötigen werden . Angesichts dieser globalen Herausforderung müssen neue Bauweisen nicht nur schnell und kostengünstig sein, sondern auch den ökologischen Fußabdruck minimieren.

Der 3D-Druck könnte hier eine Schlüsselrolle spielen. Dank der Möglichkeit, komplexe Designs mit minimalem Materialeinsatz und geringem Abfall zu erstellen, hat der 3D-Druck das Potenzial, nachhaltiger zu sein als traditionelle Bauverfahren. Kombiniert man diese Effizienz mit recycelbaren Materialien, könnten Gebäude entstehen, die am Ende ihrer Lebensdauer einfach in ihre Grundstoffe zerlegt und wiederverwendet werden können.

Skalierbarkeit und globale Anwendungsmöglichkeiten

Während Projekte wie BioHome3D bereits zeigen, dass recyclebare Gebäude im 3D-Druck realisierbar sind, stellt sich die Frage, wie diese Technologie global skaliert werden kann. Der Vorteil des 3D-Drucks liegt darin, dass er theoretisch überall auf der Welt eingesetzt werden kann, wo die benötigten Materialien verfügbar sind. In Regionen mit einem hohen Anteil an Abfallstoffen, wie etwa Holz- oder Agrarreststoffen, könnte der 3D-Druck eine nachhaltige Lösung für die lokalen Bauherausforderungen bieten .

Es bleibt abzuwarten, ob und wann der 3D-Druck mit recyclebaren Materialien den Mainstream erreicht. Doch die Fortschritte in der Forschung und die ersten erfolgreichen Projekte deuten darauf hin, dass dieser Trend in den kommenden Jahren an Bedeutung gewinnen wird. Die Baubranche könnte so einen entscheidenden Schritt hin zu mehr Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung machen.

Fazit: Die Zukunft des Bauens ist recycelbar

Die Entwicklung des 3D-Drucks im Bauwesen ist in vollem Gange und verspricht, den Bau von Häusern nicht nur effizienter, sondern auch umweltfreundlicher zu machen. Durch den Einsatz von biobasierten und recycelbaren Materialien wie im Projekt BioHome3D könnte der Traum vom vollständig recyclebaren Gebäude schon bald Realität werden. Während die Herausforderungen, insbesondere im Bereich der Betonverwendung, noch groß sind, zeigen die bisherigen Fortschritte, dass der 3D-Druck eine vielversprechende Technologie ist, um den Bauprozess nachhaltiger zu gestalten.

Die Fähigkeit, Gebäude nach ihrer Nutzung vollständig in ihre Ausgangsmaterialien zu zerlegen und diese wiederzuverwenden, wäre ein gewaltiger Fortschritt in einer Branche, die traditionell große Mengen an Abfall produziert. Der Weg in eine recyclebare Zukunft des Bauens hat begonnen – und der 3D-Druck könnte dabei eine zentrale Rolle spielen.

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Architektur als kulturelles und technologisches Symbol

Mit dem Weissen Turm in Mulegns entsteht ein weltweit einzigartiges Bauwerk, das die Grenzen der Architektur neu definiert. Der 30 Meter hohe Turm ist nicht nur das höchste 3D-gedruckte Gebäude der Welt, sondern auch ein Sinnbild für die Verbindung von Tradition und moderner Technologie. Als Hommage an die Bündner Zuckerbäcker und als Ausdruck der Möglichkeiten der digitalen Fabrikation bringt dieses Projekt Innovation und kulturelles Erbe in einen harmonischen Dialog.

3D-Druck revolutioniert die Baukunst

Im Herzen des Projekts steht die innovative 3D-Drucktechnologie. Der Turm wird aus Beton gedruckt, wobei robotergestützte Verfahren den Materialverbrauch erheblich reduzieren. Diese Technologie, entwickelt an der ETH Zürich, ermöglicht es, Beton nur dort aufzutragen, wo er strukturell benötigt wird. Dadurch halbiert sich der Materialbedarf und die CO2-Emissionen sinken signifikant . Doch der technologische Fortschritt geht über die Materialeinsparung hinaus. Der Weisse Turm verkörpert eine neue Ästhetik, die durch digitale Fabrikation ermöglicht wird. Die 32 verzweigten Säulen, die das zentrale Gestaltungselement des Turms bilden, könnten in traditioneller Bauweise kaum realisiert werden. Sie erzeugen eine expressive, filigrane Formensprache, die das Zusammenspiel von Licht und Schatten betont  .

Ein Ort der Kultur und Begegnung

Der Weisse Turm ist jedoch weit mehr als ein architektonisches Experiment. Er dient als multifunktionaler Raum für kulturelle Veranstaltungen, Ausstellungen und Konzerte. In der obersten Etage des Turms befindet sich ein Theatersaal mit 45 Sitzplätzen, der Besuchern einen atemberaubenden Ausblick auf die umliegende alpine Landschaft bietet . Die Kulturstiftung Nova Fundaziun Origen, Initiatorin des Projekts, sieht den Turm als Plattform für die künstlerische Auseinandersetzung und als kulturellen Leuchtturm, der internationale Strahlkraft entwickelt. Die räumliche Gestaltung – eine vertikale Abfolge von abstrakten, atmosphärisch dichten Zonen – lässt verschiedene kulturelle Nutzungen zu und erinnert an die kunstvolle Handwerkskunst der Bündner Baumeister des Barock  .

Nachhaltigkeit im Fokus

Die Nachhaltigkeit des Weissen Turms zeigt sich nicht nur im reduzierten Materialeinsatz, sondern auch in seiner modularen Bauweise. Die einzelnen Bauteile sind so konzipiert, dass sie nach dem Ende der fünfjährigen Standzeit des Turms einfach abgebaut und an einem anderen Ort wieder aufgebaut werden können . Diese zirkuläre Bauweise steht für einen verantwortungsvollen Umgang mit Ressourcen und passt sich dem historischen und ökologischen Kontext von Mulegns an. Die Verwendung von vor Ort produzierten Materialien und die Integration erneuerbarer Energien tragen zur Umweltfreundlichkeit des Projekts bei .

Symbol für die Revitalisierung ländlicher Räume

Das Projekt „Weisser Turm“ steht auch für die Wiederbelebung des von Abwanderung bedrohten Bergdorfes Mulegns. Durch die enge Zusammenarbeit zwischen der ETH Zürich, lokalen Unternehmen und der Kulturstiftung Origen werden technologische Innovationen, architektonische Qualität und regionale Wirtschaftsförderung vereint. Die Schaffung von Arbeitsplätzen in der Region sowie der Anstieg des sanften Tourismus sollen langfristig zur wirtschaftlichen Stabilität des Dorfes beitragen . Die Bedeutung des Turms geht über die Architektur hinaus. Er fungiert als Katalysator für weitere Entwicklungen und Investitionen in der Region und setzt ein starkes Zeichen für die Zukunft ländlicher Räume. Der Turm symbolisiert den Mut, durch Innovation und Kultur Perspektiven für abgelegene Regionen zu schaffen .

Zwischen Tradition und Zukunft

Der Weisse Turm von Mulegns verbindet auf einzigartige Weise die Vergangenheit und die Zukunft. Als Hommage an die handwerkliche Tradition der Bündner Zuckerbäcker verkörpert er den Innovationsgeist und die Experimentierfreude, die für die Region so typisch sind. Gleichzeitig zeigt er auf beeindruckende Weise, wie digitale Technologien die Baubranche revolutionieren können. Dieses architektonische Meisterwerk steht für die Überzeugung, dass auch kleine Bergdörfer wie Mulegns durch visionäre Projekte und den Einsatz modernster Technologien zukunftsfähig gemacht werden können. Der Weisse Turm ist nicht nur ein Wahrzeichen für Mulegns, sondern ein Modell für die nachhaltige Revitalisierung ländlicher Räume weltweit  .

Ausblick

Die Eröffnung des Weissen Turms ist für Oktober 2024 geplant. Bis dahin wird weiter an der Umsetzung der innovativen Baupläne gearbeitet. Der Turm verspricht, nicht nur architektonisch, sondern auch kulturell und ökonomisch neue Maßstäbe zu setzen. In Mulegns wird damit ein Stück Zukunft gebaut, das die Region nachhaltig verändern könnte .

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Die Integration von 3D-Druck-Technologie in die Architekturausbildung eröffnet neue Wege des Lernens und Arbeitens für angehende Architektinnen und Architekten. Diese Methode birgt Potenziale, die es zu nutzen gilt.

Prototypenerstellung als Lernwerkzeug

3D-Druck ermöglicht die schnelle Materialisierung von Entwurfskonzepten. Studierende können ihre Ideen zeitnah in physische Modelle umsetzen, was eine unmittelbare Beurteilung und Iteration von Designs erlaubt. Dieser Prozess fördert einen experimentellen Ansatz und kann zu einem tieferen Verständnis der Beziehung zwischen Konzept und Realität führen.

Kostenaspekte und Detailgenauigkeit

Die Herstellung architektonischer Studienmodelle mittels 3D-Druck kann kostengünstiger sein als traditionelle Methoden. Dies ermöglicht potenziell die Produktion mehrerer Iterationen eines Entwurfs. Die Detailgenauigkeit moderner 3D-Drucker erlaubt zudem die Darstellung feiner Strukturen, was bei der Analyse komplexer Designs hilfreich sein kann.

Komplexe Strukturen visualisieren

3D-Druck bietet Möglichkeiten zur Darstellung komplexer architektonischer Formen. Parametrische Designs und Freiformstrukturen, die mit herkömmlichen Methoden schwer zu realisieren wären, können nun produziert werden. Dies könnte den kreativen Spielraum erweitern und zu innovativem Denken in der Architektur anregen.

Visualisierung und Präsentation

Die Möglichkeit, Entwürfe physisch zu präsentieren, kann das räumliche Verständnis fördern. Architekturstudentinnen und -studenten können ihre Projekte nicht nur visuell, sondern auch haptisch erfahren. Dies könnte die Kommunikation von Ideen erleichtern und konstruktive Diskussionen über Designentscheidungen anregen.

Anwendungsfelder: Innenarchitektur und Stadtplanung

Im Bereich der Innenarchitektur ermöglicht 3D-Druck das Experimentieren mit neuartigen Produkttypen. In der Stadtplanung kann die Technologie zur Erstellung detaillierter Stadtmodelle genutzt werden, was eine umfassende Perspektive auf städtebauliche Projekte bieten könnte.

Technologisches Verständnis entwickeln

Die Auseinandersetzung mit verschiedenen 3D-Drucktechnologien wie FDM (Fused Deposition Modeling), SLA (Stereolithografie) oder SLS (Selektives Lasersintern) kann das technische Verständnis der Studierenden erweitern. Jede Technologie hat spezifische Eigenschaften, deren Kenntnis in der modernen Architekturpraxis von Bedeutung sein kann.

Materialvielfalt erkunden

Das Experimentieren mit verschiedenen Druckmaterialien eröffnet neue gestalterische Möglichkeiten. Von klassischen Kunststoffen bis hin zu innovativen Verbundmaterialien – die Palette ist breit und bietet Raum für Forschung und Entwicklung.

Software-Kompetenz aufbauen

Um das Potenzial des 3D-Drucks zu nutzen, ist die Beherrschung entsprechender 3D-Modellierungssoftware wichtig. Architekturstudentinnen und -studenten können lernen, ihre Entwürfe für den Druck zu optimieren. Diese Fähigkeit ist auch für die digitale Präsentation und Visualisierung von Projekten relevant.

Fazit: 3D-Druck als Forschungsfeld

Die Integration von 3D-Druck in die Architekturausbildung eröffnet ein weites Feld für Forschung und Entwicklung. Sie bietet die Chance, neue Wege des Entwerfens, Visualisierens und Kommunizierens zu erkunden. Die Technologie verbindet digitale Kreativität mit physischer Realisierung und könnte so neue Ansätze für Innovation und Problemlösung in der Architektur ermöglichen.

Indem sich Studierende mit 3D-Druck auseinandersetzen, können sie nicht nur ihre räumlichen und handwerklichen Fähigkeiten erweitern, sondern sich auch auf die Anforderungen einer zunehmend digitalisierten Berufswelt vorbereiten. Die kritische Auseinandersetzung mit dieser Technologie kann dazu beitragen, reflektierte Architektinnen und Architekten auszubilden, die bereit sind, die Herausforderungen einer sich wandelnden Welt anzugehen.

“3D Druck für Anfänger – so gelingt der Einstieg”

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In digitalen Projektionen wirkt der Weiße Turm von Mulegns wie eine Szene aus einem Science-Fiction-Film.

Eingebettet in die schneebedeckten Gipfel der Schweizer Alpen ragt der elfenbeinfarbene Turm majestätisch empor, ähnlich einem uralten Baum, der aus einem Tal aufragt. Wie ein Baum verfügt seine Struktur über ausreichende Stärke, um den kalten Wintern und den starken Winden, die den Bergpass prägen, standzuhalten.

Nach der für Juni geplanten Fertigstellung wird der Turm als Konzertsaal, Kunstinstallation und Denkmal dienen. Das Projekt „Tor Alva“ begann vor drei Jahren als Initiative zur Wiederbelebung der im Niedergang begriffenen Dörfer am Julierpass, der einst ein wichtiger Verkehrsknotenpunkt zwischen Nord- und Südeuropa war.

Das Dorf Mulegns, in dem der Turm entsteht, hat seit dem Höhepunkt seiner Aktivität Mitte des 19. Jahrhunderts einen drastischen Bevölkerungsrückgang erlebt. Heute leben dort nur noch etwa 16 Menschen, und viele Gebäude stehen leer und verlassen.

Die Kulturstiftung Nova Fundaziun Origen erhofft sich durch das architektonische Meisterwerk eine Wiederbelebung der Gegend, da es die Menschen neugierig machen könnte, den Ort zu besuchen und vielleicht sogar ein paar Nächte dort zu verbringen. Tor Alva ist das Ergebnis jahrelanger Arbeit und Zusammenarbeit von Dutzenden von Ingenieuren, Materialspezialisten und Forschern.

Der Turm wurde mit einem 3D-Druckverfahren aus Beton erstellt, das am Departement für Gebäudetechnik (DBT) der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich entwickelt wurde. Entworfen wurde er von den Architekten Michael Hansmeyer und Benjamin Dillenburger, beide Pioniere auf dem Gebiet des computergestützten Designs und der digitalen Fertigung.

Obwohl der 3D-Druck von Beton schon seit Jahren existiert, ist es das erste Mal, dass das Verfahren Bewehrungsstäbe integriert, die der Struktur die nötige Stabilität verleihen, um hoch zu stehen, erklärte Hansmeyer.

Der Turm besteht aus 32 vorgefertigten Säulen, die vor Ort einfach zusammengesetzt werden können. Er verfügt über fünf Ebenen, die mit steigender Höhe heller und luftiger werden, bis man ganz oben den kuppelförmigen Aufführungsraum erreicht. Dieser bietet Platz für 45 Besucher und bietet einen Panoramablick auf die umliegenden Berge. Die Fassade des Turms wird mit einer abnehmbaren, lichtdurchlässigen Membran versehen, um die Besucher vor dem kalten Winterwetter zu schützen.

Das Druckverfahren begann Anfang Februar für die ersten acht Säulen, die das untere Stockwerk des Gebäudes bilden werden. Insgesamt wird es 900 Stunden dauern, bis alle Elemente gedruckt sind. Diese neue Art des Bauens bringt eine Reihe neuer Gestaltungsmöglichkeiten mit sich, aber auch einzigartige Herausforderungen für die strukturelle Integrität.

Die Form von Tor Alva mit seinen verzweigten Säulen und der wellenförmigen Oberfläche hätte mit traditionellen Baumethoden niemals realisiert werden können, so Hansmeyer.

„Für uns Architekten ist diese Gestaltungsfreiheit äußerst spannend“, fügt er hinzu. Jede Säule des Turms wird einzigartig sein, mit ihrer eigenen Oberflächenstruktur und Ornamentierung, die wie ein Fingerabdruck wirkt. In gewisser Weise kann die moderne Technologie dem Bau einen gewissen handwerklichen Aspekt zurückgeben, der bei zeitgenössischen Konstruktionen oft fehlt.

Der Architekt erklärt, dass der Entwurf auch von technischen Zwängen geprägt war. Ursprünglich war der Turm mit vertikalen Säulen gezeichnet worden, die jedoch durch die jetzigen Y-förmigen Säulen ersetzt wurden, nachdem die Forscher festgestellt hatten, dass diese den durch Wind und Aktivitäten verursachten Belastungen besser standhalten konnten. Ein weiterer Vorteil des 3D-Drucks von Beton ist vor allem auch die geringere Umweltbelastung.

Traditionell werden für den Bau von Betonstrukturen Schalungen oder Rahmen benötigt, die dem gegossenen Beton seine Form geben. Betonkonstruktionen werden auch aus massiven Blöcken oder Säulen hergestellt, eine technische Einschränkung, die die strukturelle Solidität des Gebäudes aufrechterhält. Der Druck bietet jedoch eine einzigartige, minimalistischere Alternative: Schalungen sind nicht mehr erforderlich, wodurch Material eingespart wird, und die Menge an Beton, die für den Bau einer soliden Struktur benötigt wird, ist geringer.

Das Problem der Entsorgung eines Gebäudes, das zu den umweltschädlichsten Aspekten der Bauindustrie gehört, wird auch dadurch gelöst, dass die Struktur leicht demontiert werden kann. „Der Turm ist modular aufgebaut, und die Teile werden einfach zusammengeschraubt“, so Hansmeyer. „Wir können also die verschiedenen Teile abschrauben und den Turm zerlegen, um ihm eine zweite Verwendung oder ein zweites Leben zu geben, entweder als Turm an einem anderen Ort oder um die Komponenten in einem anderen Projekt in der Zukunft einzusetzen.“

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Das „Archiv der Zukunft“ in Lichtenfels hat sich zum Ziel gesetzt, die Tradition der Stadt zu bewahren und gleichzeitig ihre zukünftige Entwicklung zu gestalten. Dieses Vorhaben wird durch einen wachsenden Baum, der mithilfe von Algorithmen zum Leben erweckt wird symbolisiert.

Der Münchner Architekt Peter Haimerl hat sich durch seine überzeugenden Konzepte im Bereich des Bauens im Bestand einen Ruf erworben. Insbesondere seine einfühlsamen Sanierungsprojekte von Gebäuden sowie die erfolgreiche Wiederbelebung verlassener Ortskerne auf dem Land haben international viel Aufsehen erregt. Das neueste Projekt, an dem der Architekt und sein Team gearbeitet haben, präsentiert sich als beeindruckender Kulturraum, der im malerischen Lichtenfels in Oberfranken entstanden ist. Das „Archiv der Zukunft“ wurde nach fünf Jahren intensiver Planungs- und Bauzeit geschaffen und setzt ein klares Signal auf dem Marktplatz, um neues Leben in die historische Korbstadt zu bringen.

Haimerl entwarf das Gebäude als eine moderne, rundum verglaste Stahlkonstruktion, die einen historischen Bestandsbau ersetzt, dabei jedoch das sanierte Kellergewölbe des Vorgängerbaus weiter nutzt. Doch der Architektenentwurf geht noch weiter und verbindet modernste Technik mit der traditionellen Korbmacherkunst der Stadt Lichtenfels. Das Grundmaterial zur Korbflechterei sind Weiden, und genau dieses Element findet sich im neuen Gebäude und dem dazugehörigen Platz wieder. Inspiriert von der Natur wurden drei künstliche Weiden in moderner Stahlkonstruktionsbauweise erstellt, deren Struktur sich aus programmierten Gen-Codes der Weiden selbständig entwickelt. Dieses innovative Design, das auf generativ wachsenden Algorithmen basiert, ist bisher einzigartig und vereint Technologie und Architektur auf faszinierende Weise.

Unter den Weiden entsteht ein Glaspavillon und ein öffentlicher Platz auf einem kleinen Plateau mit einem Wasserbecken, was dem Projekt eine zusätzliche ästhetische und funktionale Dimension verleiht. Das „Archiv der Zukunft“ in Lichtenfels steht somit nicht nur für den Erhalt historischer Bausubstanz, sondern auch für eine wegweisende Verbindung von innovativem Design und traditionellem Handwerk, die die Identität und Geschichte der Korbstadt mit modernem Leben erfüllt. mehr

 

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Die HTWK-Forschungsgruppe hat den InNoFa-Demonstrator, der bereits im letzten Jahr auf der Messe ausgestellt wurde, weiterentwickelt und präsentierte ihre neuesten Erkenntnisse. In Zusammenarbeit mit dem Laserinstitut der Hochschule Mittweida (LHM) hat FLEX eine neue Drucktechnologie entwickelt. Diese Technologie basiert nicht mehr auf dem selektiven Laserschmelzen von feinem Aluminium-Pulver, sondern auf dem selektiven Schweißen von grobem Stahl-Granulat mit hoher Laserleistung. Dabei werden verschiedene Technologien additiver Fertigungsverfahren vereint und das Verfahren trägt den Arbeitstitel „GrobKorn-Verfahren“.

Das GrobKorn-Verfahren ermöglicht es, hochwertige und robuste 3D-Elemente aus Stahl für die Fassadenkonstruktion herzustellen. Diese innovative Methode eröffnet neue Möglichkeiten für die Architekturbranche, da nun auch in großem Maßstab Stahlbauteile mit komplexen Geometrien und individuellen Designs produziert werden können. Durch die Kombination unterschiedlicher additiver Fertigungsverfahren bietet das GrobKorn-Verfahren Flexibilität und erweiterte Gestaltungsmöglichkeiten.

Die Präsentation des InNoFa-Demonstrators auf der RapidTech-Messe stellt einen wichtigen Meilenstein dar, um die Potenziale des 3D-Drucks in der Architektur und im Bauwesen weiter voranzutreiben. Die Besucher haben die Gelegenheit, die beeindruckende Konstruktion hautnah zu erleben und sich über die technologischen Fortschritte und die Möglichkeiten des GrobKorn-Verfahrens zu informieren.

Die Forschungsgruppe FLEX und ihr Projektpartner, das Laserinstitut der Hochschule Mittweida, haben mit ihrer Zusammenarbeit einen bedeutenden Beitrag zur Weiterentwicklung der additiven Fertigungstechnologien geleistet. Durch die Einführung des GrobKorn-Verfahrens eröffnen sich neue Perspektiven für den 3D-Druck von Stahlbauteilen und tragen zur weiteren Integration dieser innovativen Technologie in die Architektur- und Baubranche bei.

Die Präsentation des InNoFa-Demonstrators und die Vorstellung des GrobKorn-Verfahrens auf der RapidTech-Messe unterstreichen die kontinuierlichen Bemühungen und den Fortschritt auf dem Gebiet des 3D-Drucks. Es wird erwartet, dass diese Technologie auch in Zukunft die Art und Weise, wie wir bauen und gestalten, nachhaltig verändern wird. mehr

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