Konstruktion 3D-Druck

Construction 3D Printing (c3Dp) oder 3D Construction Printing (3DCP) bezeichnet verschiedene Technologien, die den 3D-Druck als Kernmethode zur Herstellung von Gebäuden oder Bauteilen verwenden. Es werden auch alternative Begriffe wie LSAM (Large Scale Additive Manufacturing) oder Freeform Construction (FC) verwendet, die sich auch auf Untergruppen wie “3D Concrete” beziehen, die für Betonextrusionstechnologien verwendet werden.

Es gibt eine Vielzahl von 3D-Druckverfahren, die im Konstruktionsmaßstab verwendet werden. Dazu gehören die folgenden Hauptmethoden: Extrusion (Beton / Zement, Wachs, Schaum, Polymere), Pulverbindung (Polymerbindung, reaktive Verbindung, Sintern) und additives Schweißen. Der 3D-Druck im Baubereich wird im privaten, gewerblichen, industriellen und öffentlichen Bereich eine Vielzahl von Anwendungen finden. Zu den potenziellen Vorteilen dieser Technologien gehören eine schnellere Konstruktion, geringere Arbeitskosten, eine erhöhte Komplexität und / oder Genauigkeit, eine bessere Integration der Funktionen und weniger Abfall.

Bislang wurde eine Reihe von unterschiedlichen Ansätzen gezeigt, die die Herstellung von Gebäuden und Konstruktionsbausteinen vor Ort und außerhalb des Standorts mit Hilfe von Industrierobotern, Portalsystemen und autonomen Fahrzeugen umfassen. Die bisherigen Demonstrationen der Konstruktion von 3D-Drucktechnologien umfassten die Herstellung von Gehäusen, Konstruktionselementen (Verkleidungen und Bauplatten und -säulen), Brücken und ziviler Infrastruktur, künstlichen Riffen, Torheiten und Skulpturen.

Die Technologie hat in den letzten Jahren mit vielen neuen Unternehmen, darunter einige prominente Namen aus der Bauindustrie und der akademischen Welt (Purdue University), eine deutliche Zunahme der Popularität erfahren. Dies führte zu mehreren wichtigen Meilensteinen, wie dem ersten 3D-gedruckten Gebäude (Winsun), der ersten 3D-gedruckten Brücke (D-Shape), dem ersten 3D-gedruckten Teil in einem öffentlichen Gebäude (XtreeE), dem ersten lebenden 3D-gedruckten Gebäude in Europa und CIS (Specavia), das erste 3D-gedruckte Gebäude in Europa, das von den Behörden (3DPlinthuset) unter vielen anderen genehmigt wurde.

Geschichte

Seeding-Technologien 1950 – 1995
Robotische Maurerarbeiten wurden in den 1950er Jahren konzipiert und erforscht und die damit verbundene Technologieentwicklung rund um den automatisierten Bau begann in den 1960er Jahren mit Pumpbeton und Isocyanatschäumen. Die Entwicklung der automatisierten Fertigung ganzer Gebäude mithilfe von Schlupfformtechniken und die Robotermontage von Komponenten, ähnlich dem 3D-Druck, wurden in Japan entwickelt, um den Gefahren des Baus von Hochhäusern durch Shimizu und Hitachi in den 1980er und 1990er Jahren zu begegnen. Viele dieser frühen Ansätze für die Automatisierung vor Ort scheiterten an der Konstruktionsblase, der Unfähigkeit, auf neuartige Architekturen zu reagieren, und dem Problem, Materialien in bebauten Gebieten zuzuführen und vorzubereiten.

Frühe Entwicklungen 1995 – 2000
Frühe Konstruktion Seit 1995 werden 3D-Druckentwicklung und -forschung betrieben. Zwei Methoden wurden erfunden, eine von Joseph Pegna, die sich auf eine Sand- / Zementformtechnik konzentrierte, bei der Dampf verwendet wurde, um das Material in Schichten oder festen Teilen selektiv zu binden wurde nie gezeigt.

Die zweite Technik, Contour Crafting von Behrohk Khoshnevis, begann ursprünglich als eine neuartige keramische Extrusion und Formgebung, als eine Alternative zu den aufkommenden 3D-Drucktechniken aus Kunststoff und Metall und wurde 1995 patentiert. Khoshnevis erkannte, dass diese Technik diese Techniken übertreffen konnte “Die derzeitigen Verfahren beschränken sich auf die Herstellung von Teilabmessungen, die in der Regel weniger als einen Meter pro Abmessung betragen”. Um das Jahr 2000 konzentrierte sich das Team von Khoshnevis bei USC Vertibi auf den Bau von 3D-Drucken von zementären und keramischen Pasten, wobei die automatisierte Integration von modularen Bewehrungen, integrierten Klempner- und Elektrodiensten innerhalb eines kontinuierlichen Fertigungsprozesses untersucht wurde. Diese Technologie wurde bisher nur im Labormaßstab getestet und kontrovers diskutiert und soll die Grundlage für die jüngsten Bemühungen in China bilden.

Erste Generation 2000 – 2010
Im Jahr 2003 sicherte sich Rupert Soar finanzielle Unterstützung und gründete die Freiform-Konstruktionsgruppe an der Loughborough University, Großbritannien, um das Potenzial für den Ausbau bestehender 3D-Drucktechniken für Bauanwendungen zu erforschen. Frühe Arbeiten identifizierten die Herausforderung, einen realistischen Break-even für die Technologie auf der Konstruktionsebene zu erreichen und betonten, dass es Wege zur Anwendung geben könnte, indem das Wertversprechen des integrierten Designs massiv erhöht wird (viele Funktionen, eine Komponente). Im Jahr 2005 sicherte sich der Konzern Mittel für den Bau einer großen 3D-Konstruktionsmaschine für den Bau, bei der Bauteile (Betonpumpen, Spritzbeton, Portalsystem) verwendet wurden, um zu untersuchen, wie komplex solche Bauteile sein könnten, und die Anforderungen an den Bau realistisch erfüllen.

Im Jahr 2005 patentierte Enrico Dini, Italien, die D-Shape-Technologie mit einer hochskalierten Pulverstrahl- / Klebetechnik auf einer Fläche von ca. 6m x 6m x 3m. Diese Technik, die ursprünglich mit einem Epoxidharzbindungssystem entwickelt wurde, wurde später angepasst, um anorganische Bindemittel zu verwenden. Diese Technologie wurde kommerziell für eine Reihe von Projekten im Bauwesen und anderen Sektoren einschließlich für verwendet.

Eine der jüngsten Entwicklungen war der Druck einer Brücke, die erste dieser Art in der Welt, in Zusammenarbeit mit IaaC und Acciona.

Im Jahr 2008 begann 3D Concrete Printing an der Loughborough University, Großbritannien, unter der Leitung von Richard Buswell und Kollegen, die Gruppen vor Forschung zu erweitern und kommerzielle Anwendungen von einer Gantry – basierten Technologie zu einem Industrieroboter zu entwickeln, die es ermöglichten, die Technologie an Skanska zu lizenzieren 2014.

Zweite Generation 2010 – Gegenwart
Am 18. Januar 2015 wurde das Unternehmen mit der Enthüllung von zwei weiteren Gebäuden, einer villaähnlichen Villa und einem fünfstöckigen Turm mit 3D-gedruckten Komponenten, für weitere Presseberichterstattung gewonnen. Eine detaillierte fotografische Untersuchung zeigt, dass die Gebäude sowohl mit vorgefertigten als auch mit 3D-gedruckten Komponenten hergestellt wurden. Die Gebäude sind die ersten vollständigen Strukturen dieser Art, die mit 3D-Drucktechnologien hergestellt wurden. Im Mai 2016 wurde in Dubai ein neues Bürogebäude eröffnet. Die 250 Quadratmeter große Fläche des Dubai Museum of the Future nennt das weltweit erste 3D-gedruckte Bürogebäude. Im Jahr 2017 wurde ein ehrgeiziges Projekt zum Bau eines 3D-gedruckten Wolkenkratzers in den Vereinigten Arabischen Emiraten angekündigt. Cazza Bau würde helfen, die Struktur zu bauen. Derzeit gibt es keine spezifischen Details wie die Höhe des Gebäudes oder den genauen Standort.

FreeFAB Wax ™, erfunden von James B Gardiner und Steven Janssen bei Laing O’Rourke (Bauunternehmen). Die patentierte Technologie wird seit März 2013 entwickelt. Die Technik verwendet 3D-Druck im Bau-Maßstab, um große Mengen von technischem Wachs (bis zu 400 l / h) zu drucken, um eine “schnelle und schmutzige” 3D-Druckform für Betonfertigteile mit Glasfaserverstärkung herzustellen Beton (GRC) und andere spritz- / gießbare Materialien. Die Formgussoberfläche wird dann 5-Achsen-gefräst, wobei ungefähr 5 mm Wachs entfernt werden, um eine Form hoher Qualität (ungefähr 20 Mikron Oberflächenrauheit) zu erzeugen. Nachdem die Komponente ausgehärtet ist, wird die Form entweder zerkleinert oder abgeschmolzen und das Wachs gefiltert und wiederverwendet, wodurch der Abfall im Vergleich zu herkömmlichen Formtechnologien deutlich reduziert wird. Die Vorteile dieser Technologie liegen in der schnellen Herstellung von Formen, der Steigerung der Produktionseffizienz, der Reduzierung des Personalaufwands und der virtuellen Vermeidung von Abfällen durch die Wiederverwendung von Materialien für maßgeschneiderte Formen im Vergleich zu herkömmlichen Formtechnologien.

Das System wurde ursprünglich im Jahr 2014 mit einem Industrieroboter demonstriert. Das System wurde später so angepasst, dass es in ein 5-Achsen-Hochgeschwindigkeits-Portal integriert werden konnte, um die für das System erforderlichen Hochgeschwindigkeits- und Oberflächenfrästoleranzen zu erreichen. Das erste industrialisierte System wird in einer Laing O’Rourke-Fabrik in Großbritannien installiert und soll Ende 2016 die industrielle Produktion für ein prominentes Londoner Projekt aufnehmen.

Das von Loris Jaarman und seinem Team gegründete Unternehmen MX3D Metal hat zwei 6-Achsen-Roboter-3D-Drucksysteme entwickelt, von denen das erste ein thermoplastisches Material verwendet, das extrudiert wird, insbesondere ermöglicht dieses System die Herstellung von nicht-planaren Glasperlen. Das zweite ist ein System, das auf additivem Schweißen beruht (im Wesentlichen Punktschweißen an früheren Punktschweißungen). Die additive Schweißtechnologie wurde in der Vergangenheit von verschiedenen Gruppen entwickelt, jedoch ist das MX3D-Metallsystem das bisher erfolgreichste. MX3D arbeitet derzeit an der Herstellung und Installation einer Metallbrücke in Amsterdam.

BetAbram ist ein einfacher, auf Gantry basierender Betonextrusions-3D-Drucker, der in Slowenien entwickelt wurde. Dieses System ist kommerziell erhältlich und bietet Verbrauchern seit 2013 drei Modelle (P3, P2 und P1). Das größte P1 kann Objekte bis zu 16 mx 9 mx 2,5 m drucken. Total Custom Beton 3D-Drucker von Rudenko entwickelt, ist eine konkrete Deposition-Technologie in einer Gantry-Konfiguration montiert, das System hat eine ähnliche Ausgabe wie Winsun und andere konkrete 3D-Drucktechnologien, aber es verwendet eine leichte Fachwerk Gantry. Die Technologie wurde verwendet, um eine Hinterhof-Version eines Schlosses und eines Hotelzimmers auf den Philippinen herzustellen

Die weltweit erste Serienproduktion von Baudruckern wurde von der Firma SPECAVIA mit Sitz in Jaroslawl (Russland) gestartet. Im Mai 2015 stellte das Unternehmen das erste Modell eines Bau 3d Druckers vor und gab den Beginn des Verkaufs bekannt. Ab Anfang 2018 produziert die Unternehmensgruppe “AMT-SPEСAVIA” 7 Modelle von Portalbauern: vom Kleinformat (für den Druck kleiner architektonischer Formen) bis zum Großformatdrucker (für den Druck von Gebäuden bis zu 3 Etagen). Heute sind die Konstruktions-3D-Drucker der russischen Produktion unter der Marke “AMT” in mehreren Ländern in Betrieb, darunter im August 2017 der erste Baudrucker nach Europa – für 3DPrinthet (Dänemark). Dieser Drucker wurde in Kopenhagen für den Bau des ersten 3D-gedruckten Gebäudes in der EU (Büro-Hotel von 50 m2) verwendet.

XtreeE hat ein Mehrkomponenten-Drucksystem entwickelt, das auf einem 6-Achsen-Roboterarm montiert ist. Das Projekt begann im Juli 2015 und bietet Zusammenarbeit und Investitionen von starken Namen in der Baubranche, wie Saint Gobain, Vinci und LafargeHolcim.

3DPrinthuset, ein erfolgreiches dänisches 3DPrinting-Startup, ist im Oktober 2017 mit einem eigenen Gantry-Drucker in die Baubranche eingestiegen. Mit der Zusammenarbeit von starken Namen in der skandinavischen Region, wie NCC und Force Technology, hat das Unternehmen schnell an Bedeutung gewonnen Zugkraft durch den Bau des ersten 3D-Druckerhauses in Europa. Das Building-on-Demand (BOD) Projekt, wie die Struktur genannt wird, ist ein kleines Büro-Hotel in Kopenhagen, Nordhavn, mit Wänden und einem Teil des Fundaments vollständig bedruckt, während der Rest der Konstruktion in traditioneller Bauweise ausgeführt ist. Ab November 2017 befindet sich das Gebäude in der Endphase des Anbringens von Befestigungen und Dächern, während alle 3D-Druckteile vollständig fertiggestellt wurden.

Design
Der Architekt James Bruce Gardiner leistete mit zwei Projekten Pionierarbeit im Bereich des Architekturdesigns für den Bereich Construction 3D Printing. Der erste Freefab Tower 2004 und die zweite Villa Roccia 2009-2010. Der FreeFAB Tower basiert auf dem ursprünglichen Konzept, eine hybride Form des Konstruktions-3D-Drucks mit einer modularen Konstruktion zu kombinieren. Dies war das erste architektonische Design für ein Gebäude, das sich auf den Einsatz von Construction 3D Printing konzentriert. Einflüsse lassen sich in verschiedenen von Winsun verwendeten Entwürfen erkennen, darunter Artikel über die ursprüngliche Pressemitteilung von Winsun und das Büro der Zukunft. Das Projekt FreeFAB Tower zeigt auch den ersten spekulativen Einsatz von Mehrachsen-Roboterarmen im Konstruktions-3D-Druck, den Einsatz solcher Maschinen im Bauwesen ist in den letzten Jahren mit Projekten von MX3D und Branch Technology stetig gewachsen

Die Villa Roccia 2009-2010 führte diese Pionierarbeit mit dem Entwurf einer Villa in Porto Rotondo, Sardinien, Italien, in Zusammenarbeit mit D-Shape weiter. Der Entwurf für die Villa konzentrierte sich auf die Entwicklung einer standortspezifischen Architektursprache, die von den Felsformationen auf dem Gelände und entlang der Küste Sardiniens beeinflusst wurde, wobei auch der Einsatz eines vorgefertigten 3D-Druckverfahrens in Plattenform berücksichtigt wurde. Das Projekt wurde Prototyping unterzogen und nicht bis zur vollständigen Konstruktion fortgeführt.

Francois Roche (R & Sie) entwickelte 2005 das Ausstellungsprojekt und die Monografie, von der ich hörte, die den Einsatz einer hochspekulativen, selbstfahrenden Schlange wie autonomem 3D-Druckgerät und generativem Designsystem für Hochhauswohntürme erforschte. Das Projekt konnte zwar nicht mit aktueller oder zeitgenössischer Technologie umgesetzt werden, zeigte jedoch eine tiefe Erkundung der Zukunft von Design und Konstruktion. Die Ausstellung zeigte eine großangelegte CNC-Fräsbearbeitung von Schaum und Rendering für die geplanten Freiform-Gebäudehüllen.

Das von niederländischen Architekten Janjaap Ruijssenaars entworfene 3D-gedruckte Gebäude mit performativer Architektur sollte von einer Partnerschaft niederländischer Unternehmen gebaut werden. Das Haus sollte Ende 2014 gebaut werden, aber diese Frist wurde nicht eingehalten. Die Unternehmen haben erklärt, dass sie sich weiterhin für das Projekt engagieren.

Das Building On Demand oder BOD, ein kleines 3D-Büro-Hotel, das von 3D Printhuset entworfen und von der Architektin Ana Goidea entworfen wurde, hat gekrümmte Wände und plätschernde Effekte auf ihrer Oberfläche integriert, um die Gestaltungsfreiheit des 3D-Drucks in horizontaler Ebene zu demonstrieren.

Strukturen

3D gedruckte Gebäude
Das 3D Print Canal House war das erste groß angelegte Bauprojekt seiner Art, das auf den Weg gebracht wurde. In nur kurzer Zeit wurde der Kameramaker weiterentwickelt, um die Produktionsgeschwindigkeit um 300% zu erhöhen. Die Fortschritte waren jedoch nicht schnell genug, um den Titel “Weltweit erstes 3D-Druckhaus” zu erhalten.

Das erste Wohngebäude in Europa und der GUS, gebaut in 3D-Druck-Bauweise, war das Zuhause in Jaroslawl (Russland) mit einer Fläche von 298,5 m². Die Wände des Gebäudes wurden im Dezember 2015 von der Firma SPECAVIA gedruckt. 600 Elemente der Wände wurden im Laden gedruckt und auf der Baustelle montiert. Nach Fertigstellung der Dachkonstruktion und der Inneneinrichtung stellte das Unternehmen im Oktober 2017 ein komplett fertiggestelltes 3D-Gebäude vor. Die Besonderheit dieses Projekts ist, dass zum ersten Mal in der Welt der gesamte technologische Konstruktionszyklus bestanden wurde: Entwurf, Erhalt eines Gebäudes Genehmigung, Registrierung des Gebäudes, Anschluss aller technischen Systeme. Ein wichtiges Merkmal des 3D-Hauses in Jaroslawl, das dieses Projekt auch von anderen verwirklichten unterscheidet – das ist keine Präsentationsstruktur, sondern ein vollwertiges Wohngebäude. Heute ist es die Heimat einer echten gewöhnlichen Familie.

Niederländische und chinesische Demonstrationsprojekte bauen langsam 3D-gedruckte Gebäude in China, Dubai und den Niederlanden. Mit dem Ziel, die Öffentlichkeit auf die Möglichkeiten der neuen anlagenbasierten Gebäudetechnik aufmerksam zu machen und die Innovation im 3D-Druck von Wohngebäuden zu fördern. Ein kleines Betonhaus wurde 2017 in 3D gedruckt.

Das Build-on-Demand (BOD), das erste 3D-gedruckte Haus in Europa, ist ein Projekt von 3DPrinthuset für ein kleines 3D-gedrucktes Büro-Hotel in Kopenhagen, Nordhavn. Ab November 2017 befindet sich das Gebäude in der Endphase des Anbringens von Befestigungen und Dächern, während alle 3D-Druckteile vollständig fertiggestellt wurden. Das Gebäude ist auch das erste 3D-gedruckte permanente Gebäude, mit allen Genehmigungen vorhanden und vollständig von den Behörden genehmigt.

3D gedruckte Brücken
In Spanien wurde am 14. Dezember 2016 im Stadtpark von Castilla-La Mancha in Alcobendas, Madrid, die weltweit erste in 3D gedruckte Fußgängerbrücke (3DBRIDGE) eingeweiht. Die verwendete 3DBUILD-Technologie wurde von ACCIONA entwickelt, die für die Konstruktion, Materialentwicklung und Herstellung von 3D-Druckelementen verantwortlich war. Die Brücke hat eine Gesamtlänge von 12 Metern und eine Breite von 1,75 Metern und ist in mikroarmiertem Beton gedruckt. Architektonische Gestaltung wurde vom Institut für fortgeschrittene Architektur von Katalonien (IAAC) durchgeführt.

Der 3D-Drucker, mit dem die Fußgängerbrücke gebaut wurde, wurde von D-Shape hergestellt. Die 3D-gedruckte Brücke spiegelt die Komplexität der Formen der Natur wider und wurde durch parametrisches Design und computergestütztes Design entwickelt, das die Materialverteilung optimiert und die strukturelle Leistung maximiert, so dass das Material nur dort, wo es benötigt wird, insgesamt verteilt werden kann Freiheit der Formen. Die 3D-gedruckte Fußgängerbrücke von Alcobendas stellte einen Meilenstein für den Bausektor auf internationaler Ebene dar, da die großflächige 3D-Drucktechnologie in diesem Projekt zum ersten Mal im Bereich des Bauwesens im öffentlichen Raum angewendet wurde.

Außerirdische gedruckte Strukturen
Das Drucken von Gebäuden wurde als eine besonders nützliche Technologie für den Bau von Habitaten auf der Erde, wie Lebensräume auf dem Mond oder Mars, vorgeschlagen. Seit 2013 arbeitet die Europäische Weltraumorganisation mit Foster + Partners in London zusammen, um das Potenzial des Druckens von Mondbasen unter Verwendung der regulären 3D-Drucktechnologie zu untersuchen. Das Architekturbüro schlug im Januar 2013 eine 3D-Drucker-Technologie für den Bau von Gebäuden vor, die Mond-Regolith-Rohmaterialien für die Herstellung von Mondbaukonstruktionen verwenden und geschlossene aufblasbare Lebensräume für die Unterbringung der menschlichen Insassen in den Hardshell-gedruckten Mondstrukturen nutzen würde. Insgesamt würden diese Lebensräume nur zehn Prozent der Strukturmasse benötigen, die von der Erde transportiert wird, während für die anderen 90 Prozent der Strukturmasse lokale Mondmaterialien verwendet werden.

Die kuppelförmigen Strukturen wären eine gewichtstragende Kettenform, mit struktureller Unterstützung durch eine geschlossenzellige Struktur, die an Vogelknochen erinnert. In dieser Konzeption wird “gedruckter” Mondboden sowohl “Strahlung und Temperaturisolierung” für die Mondbewohner bieten. Die Gebäudetechnik mischt Mondmaterial mit Magnesiumoxid, das den “Mondstumpf in eine Pulpe verwandelt, die zur Bildung des Blocks gesprüht werden kann”, wenn ein bindendes Salz aufgetragen wird, das “dieses Material in einen steinartigen Feststoff verwandelt”. Eine Art Schwefelbeton ist ebenfalls vorgesehen.

Tests des 3D-Drucks einer architektonischen Struktur mit simuliertem Mondmaterial wurden unter Verwendung einer großen Vakuumkammer in einem terrestrischen Labor durchgeführt. Die Technik beinhaltet das Einspritzen der Bindungsflüssigkeit unter die Oberfläche des Regoliths mit einer 3D-Druckerdüse, die bei Tests 2 Millimeter (0,079 Zoll) große Tröpfchen unter der Oberfläche durch Kapillarkräfte festhielt. Der verwendete Drucker war die D-Form.

Eine Vielzahl von lunaren Infrastrukturelementen wurde für den 3D-Strukturdruck konzipiert, einschließlich Landeplattformen, Explosionsschutzwänden, Straßen, Hangars und Treibstofflager. Anfang 2014 finanzierte die NASA eine kleine Studie an der University of Southern California zur Weiterentwicklung

die Contour Crafting 3D-Drucktechnik. Mögliche Anwendungen dieser Technologie umfassen die Konstruktion von Mondstrukturen aus einem Material, das aus bis zu 90 Prozent Mondmaterial bestehen könnte, wobei nur zehn Prozent des Materials von der Erde transportiert werden müssen.

Die NASA untersucht auch eine andere Technik, die das Sintern von Mondstaub mit Mikrowellenenergie mit geringer Leistung (1500 Watt) beinhaltet. Das Mondmaterial würde durch Erhitzen auf 1.200 bis 1.500ºC (2.190 bis 2.730ºF), etwas unterhalb des Schmelzpunktes, gebunden werden, um den Nanopartikelstaub zu einem festen Block zu verschmelzen, der keramikähnlich ist und das nicht benötigen würde Transport eines Bindermaterials von der Erde, wie es von Foster + Partners, Contour Crafting und D-Shape-Ansätzen für extraterrestrischen Baudruck gefordert wird. Ein spezifischer geplanter Plan zum Aufbau einer Mondbasis unter Verwendung dieser Technik würde als SinterHab bezeichnet werden und würde den JPL-Sechsbein-ATHLET-Roboter verwenden, um Mondstrukturen autonom oder telerotisch aufzubauen.

Baugeschwindigkeit
Behrokh Khoshnevis behauptet, dass er seit 2006 3D-Druck an einem Tag an einem Haus hat, wobei weitere Behauptungen vorliegen, das Gebäude in etwa 20 Stunden “Druckerzeit” fiktiv fertigzustellen. Bis Januar 2013 druckten Arbeitsversionen der 3D-Druck-Gebäudetechnik 2 Meter (6 ft 7 in) Baumaterial pro Stunde, mit einer nachfolgenden Generation von Druckern, die für 3,5 Meter (11 ft) pro Stunde vorgeschlagen wurden, ausreichend, um ein Gebäude in einer Woche fertigzustellen.

Das chinesische Unternehmen WinSun hat mehrere Häuser mit großen 3D-Druckern gebaut, die eine Mischung aus schnell trocknendem Zement und recycelten Rohstoffen verwenden. Zehn Demonstration Häuser wurden von Winsun gesagt, in 24 Stunden gebaut worden zu sein, jede kostet US $ 5000 (Struktur ohne, Fundament, Dienstleistungen, Türen / Fenster und Ausstattung). Dr. Behrokh Khoshnevis, ein Pionier des 3D-Druckens, behauptet jedoch, dies sei gefälscht und WinSun habe sein geistiges Eigentum gestohlen.

Forschung und öffentliches Wissen

Es gibt mehrere Forschungsprojekte, die sich mit dem Drucken von 3D-Konstruktionen befassen, wie das 3D-Betondruck-Projekt (3DCP) an der Technischen Universität Eindhoven oder die verschiedenen Projekte am Institut für fortgeschrittene Architektur von Katalonien (Pylos, Mataerial und Minibuilders). Die Liste der Forschungsprojekte wächst in den letzten Jahren dank des wachsenden Interesses auf diesem Gebiet noch mehr.

State-of-the-Art-Forschung
Die meisten Projekte konzentrierten sich auf die Erforschung der physikalischen Aspekte, die hinter der Technologie stehen, wie die Drucktechnologie, die Materialtechnologie und die verschiedenen Themen

mit ihnen verwandt. 3DPratuset hat kürzlich eine Forschung durchgeführt, die mehr auf die Erforschung des aktuellen Stands der Technologie weltweit ausgerichtet war, indem mehr als 35 verschiedene 3D-Druckprojekte im Zusammenhang mit Drucken besucht wurden. Für jedes Projekt wurde ein Forschungsbericht erstellt, und die gesammelten Daten wurden verwendet, um alle verschiedenen Technologien zu einem ersten Versuch einer gemeinsamen standardisierten Kategorisierung und Terminologie zu vereinen. Die Forscher der Purdue University haben zum ersten Mal ein 3D-Druckverfahren entwickelt, das als “Direct-Ink-Writing” für die Herstellung von Architekturmaterialien auf Zementbasis bekannt ist. Sie demonstrierten mit 3D-Druck, bio-inspirierte Designs von zementbasierten Materialien sind machbar und neue Leistungsmerkmale wie Fehlertoleranz und Compliance können erreicht werden.

Erste 3D-Druck Konferenz
Zusammen mit der Forschung hat 3DPlinthuset zwei internationale Konferenzen zum Thema 3D-Konstruktionsdruck organisiert (Februar bzw. November 2017), um die stärksten Namen in dieser aufstrebenden Branche zusammenzubringen, um die vor uns liegenden Potenziale und Herausforderungen zu diskutieren. Die Konferenzen waren die ersten dieser Art und brachten Namen wie D-Shape, Contour Crafting, Cybe Construction, Eindhovens 3DCP-Forschung, Winsun und viele mehr zusammen. Neben den Druckspezialisten für 3D-Konstruktionen sind erstmals auch die Schlüsselpersonen der traditionellen Baubranche stark vertreten, unter anderem mit Namen wie Sika AG, Vinci, Royal BAM Group, NCC. Es entstand die allgemeine Idee, dass der 3D-Druckbereich eine einheitliche Plattform benötigt, auf der Ideen, Anwendungen, Probleme und Herausforderungen geteilt und diskutiert werden können.

Medieninteresse
Obwohl die ersten Schritte vor fast drei Jahrzehnten unternommen wurden, hat der 3D-Konstruktionsdruck Schwierigkeiten gehabt, jahrelang zu erreichen. Die ersten Technologien, die Aufmerksamkeit in den Medien erreichten, waren Contour Crafting und D-Shape, mit einigen sporadischen Artikeln in den Jahren 2008-2012 und einem TV-Bericht 2012. D-Shape wurde auch in einem unabhängigen Dokumentarfilm gezeigt, der seinem Schöpfer Enrico Dini gewidmet ist und den Titel “Der Mann, der Häuser druckt” trägt.

Ein wichtiger Durchbruch [wann?] Wurde mit der Ankündigung des ersten 3D-gedruckten Gebäudes mit vorgefertigten 3D-gedruckten Komponenten von Winsun gesehen, die behaupteten, 10 Häuser an einem Tag mit ihrer Technologie drucken zu können. Obwohl die Behauptungen noch bestätigt werden sollten, hat die Geschichte eine breite Anziehungskraft und ein wachsendes Interesse auf dem Gebiet geschaffen. Innerhalb weniger Monate entstanden viele neue Unternehmen. Dies führte zu vielen neuen Bemühungen, die die Medien erreichten, wie im Jahr 2017, unter anderem die erste 3D gedruckte Fußgängerbrücke und die erste gedruckte Fahrradbrücke, plus ein frühes Strukturelement, das 2016 mit 3D-Druck hergestellt wurde.

Vor kurzem hat 3DPlinthuset mit seinem ersten 3D-gedruckten Gebäude, das erste seiner Art in Europa, große Aufmerksamkeit in den Medien erhalten. Das Projekt war ein wichtiger Präzedenzfall für das erste 3D-gedruckte Gebäude mit einer Baugenehmigung und Dokumentation und einer vollständigen Genehmigung der Stadtbehörden, ein entscheidender Meilenstein für eine breitere Akzeptanz im Baubereich. Die Geschichte wurde sowohl in nationalen als auch in internationalen Medien ausführlich behandelt und erschien ua in Dänemark, Russland, Polen, Litauen.