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Forschungsprojekt Ein Grachtenhaus aus dem 3D-Drucker

Vor mehr als 400 Jahren wurden die weltberühmten Amsterdamer Grachtenhäuser gebaut. Jetzt entsteht ein neues. Doch es wird nicht gemauert, sondern kommt aus dem 3D-Drucker.

Hier entsteht ein Amsterdamer Grachtenhaus aus dem 3D-Drucker Quelle: dpa

Langsam dreht die gigantische Nadel ihre Runde. Sie spritzt Millimeter dünn eine Kunststoff-Masse auf den Boden - wie endlos lange Spaghetti. „Das wird eine Säule“, sagt Nathalie Swords. Die 25-jährige deutsche Architekturstudentin sitzt auf einem Campinghocker und tippt ab und zu etwas in ihren Laptop. „1,60 Meter wird sie hoch. Das dauert acht Stunden.“

Nathalie absolviert ein Praktikum auf einer der wohl spannendsten Baustellen der Welt. Im Amsterdamer Stadtteil Noord entsteht ein Grachtenhaus. Vier Stockwerke, 13 Zimmer, charakteristischer Treppengiebel. Doch es wird nicht gemauert, sondern gedruckt.

Mit einer herkömmlichen Baustelle hat dies nichts zu tun. Auf dem Gelände gleich hinter dem futuristischen Amsterdamer Filmmuseum stehen weder Kräne noch Planierwalzen. Statt lärmender Betonmischer hört man die Möwen kreischen und den Drucker leise surren. Das 3D-Grachtenhaus ist ein Forschungsprojekt: Unternehmen, Universitäten, Städteplaner und auch Amsterdamer Bürger arbeiten und denken mit.

Was alles aus dem 3D-Drucker kommt
3D-gedrucktes Kleid
Obst muss nicht zwangsläufig auf Bäumen wachsen: Das britische Unternehmen "Dovetailed" hat nun einen 3-D-Drucker entwickelt, der auch Obst druckt. Das Gerät kombiniert dabei "Tröpfchen mit verschieden Geschmäckern", die dann mit Hilfe von Molekularküche zu einer Frucht geformt werden. Das bedeutet: Dem Fruchtmus wird Natriumalginat beigemischt. Am Wochenende wurde der 3D-Drucker im Rahmen der Tech Food Hack in Cambridge vorgestellt. Quelle: dpa
Hedwig Heinsmann, Architekt aus Amsterdam, will die Baubranche revolutionieren und vor allem umweltfreundlicher machen. Er arbeitet bei Dus Architects, einem Architekturbüro, das das erste Haus aus dem 3D-Drucker zu bauen versucht. Bisher stehen nur einige, 180 Kilogramm schwere Bauteile des Hauses. Innerhalb von drei Jahren soll daraus im Lego-Verfahren ein Haus mit 13 Räumen entstehen. Quelle: obs
In Wales haben Chirurgen ein Gesicht mit Teilen aus dem 3-D-Drucker repariert. Stephen Power hatte sich nach einem Motorradunfall den Oberkiefer, die Nase und die Wangenknochen gebrochen. Um die neue Gesichtsform möglichst realistisch darzustellen, haben die Ärzte einen CT-Scan von Powers Schädel gemacht, um daraus ein Modell zu drucken, auf dessen Grundlage Anleitungen und Platten gedruckt wurden. Durch diese Methode konnten die Knochen im Gesicht wieder an die richtigen Stellen gebracht und durch Platten zusammengesetzt werden. Seit dem Unfall war der 29-jährige so entstellt, dass er nur noch mit Sonnenbrille und Hut das Haus verlassen hat. Die Ergebnisse seien "vollkommen lebensverändernd", sagte Power dem Rundfunksender BBC. "An dem Tag, an dem ich aufwachte, konnte ich den Unterschied sofort sehen." - Die ganze Geschichte auf bbc.com Quelle: Screenshot
Das 3D-Drucker sogar Organe drucken können, ist nicht neu. Doch nun zeigt ein konkreter Fall, wie 3D-Druck leben retten kann. Der 14 Monate alte Roland Lian Bawi litt an einem schweren Herzfehler. Der kleine Junge hatte Löcher in der Herzwand, die sich nicht von alleine schließen wollten. Um die komplizierte Operation üben zu können, erstellte der Arzt Erle Austin ein perfektes Modell des erkrankten Organs. So konnte das Operationsteam vor dem schwierigen Eingriff die Abläufe trainieren. Die Behandlung verlief erfolgreich. Quelle: 3dprint.com Quelle: dpa
Gestatten: Das ist Toothless, der kleine blaue Drache. Sie kann zwar kein Feuer spucken, dafür aber ein kleines Mädchen sehr glücklich machen. Die siebenjährige Sophie hatte von ihrem Vater von all den wundersamen Sachen gehört, die schon mit 3D-Druckern hergestellt werden können, und schickte kurzerhand einen Brief an die Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) mit der Bitte, einen Drachen für sie zu erschaffen. Die Forscher ließen sich nicht lange bitten und erschufen diesen kleinen blauen Drachen aus Titan für Sophie - sie war völlig aus dem Häuschen und möchte nun Wissenschaftlerin werden, wenn sie groß ist.
Zu Weihnachten wird gebastelt. Der Siemens Forscher Olaf Rehme hat dafür nicht Schere und Papier in die Hand genommen, sondern seinen 3D-Drucker angeworfen. Als private Spielerei druckt er Weihnachtsbäume aus superhartem Spezialstahl. Siemens stellt aus diesem Material Brenner für Gasturbinen her. Das Unternehmen nutzt die Technologie, um sich die komplexe Ersatzteil-Lagerung zu sparen. Außerdem lassen sich Formen drucken, die mit anderen Fertigungsmethoden unmöglich sind. Quelle: PR

„Uns geht es ja nicht darum, ein Produkt auf den Markt zu bringen“, sagt Hedwig Heinsman. Die 34-Jährige gehört zu dem Trio des jungen Architektenbüros Dus, das das Haus entwarf: Schmal, hoch und mit reich verziertem Giebel wie seine mehr als 400 Jahre alten Vorbilder. Doch eben nicht aus roten und weißen Backsteinen.

Herzstück des Projekts ist ein umgebauter alter Seecontainer, den die drei jungen niederländischen Architekten zu einem 3D-Drucker umbauten - den „Kamer-Maker“ - übersetzt heißt das Zimmer-Macher. Drei Meter ist er hoch, er steht auf einer Grundfläche von zwei mal zwei Metern. Was er produzieren kann, liegt aufgereiht draußen. Ein Stück Treppe, Wände, Teile der Fassade. Bei manchen Bauteilen ist die Oberfläche glatt, andere haben eine Struktur wie eine Honigwabe.

Alles ist fix und fertig zum Zusammenbauen. Einen Maurer braucht man dafür nicht. „Das ist wie Lego nur für Große“, sagt Heinsman lachend. Der Kamer-Maker wird mit Bio-Kunststoff gefüttert. Das sind kleine weiße Kügelchen. „Zu 80 Prozent aus Pflanzenöl“, erklärt die Architektin. Die werden erhitzt, durch die Kanüle geleitet und wie die Tinte in einem herkömmlichen Drucker auf die Grundfläche gespritzt. Sobald eine Schicht fest ist, kommt die folgende. Millimeter für Millimeter.

3D-Drucker für den Hausgebrauch
Ein 3D-Drucker für 220 Euro: Der Micro 3D Printer wurde bereits im Februar 2014 vorgestellt, nun bietet das US-Unternehmen den M3D auf der Crowdfunding-Plattform Kickstarter an. Das Finanzierungsziel des kleinen, würfelförmigen 3D-Druckers lag bei 50.000 US-Dollar - es wurde innerhalb von elf Minuten erreicht. Mittlerweile wurden über 840.000 US-Dollar zugesagt. Die Finanzierungskampagne läuft noch bis zum 7. Mai 2014. Der 3D-Drucker wiegt rund 1 Kilogramm und kann per USB mit dem Computer verbunden werden. Er verarbeitet ABS, Nylon und PLA. Im Schmelzschichtungsverfahren und bei einem Bauraum von 11 x 11 x 12 cm wird nur der Druck von sehr kleinen Gegenständen ermöglicht. M3D will dabei unterschiedliche Kunststofffarben anbieten. Der Kunststoffdraht hat einen Durchmesser von 1,75 mm und wird von einer kleinen Spindel abgerollt, die sich im Gerät befindet. Eine Rolle mit 225 Gramm Druckmaterial soll etwa 12 US-Dollar kosten. Voraussichtlich wird der erste Druckerwürfel im November 2014 ausgeliefert. Quelle: Golem Quelle: Screenshot
140 Euro soll dieser winzige Freihand-3-D-Drucker in der Form eines Stiftes kosten. Damit können besonders feine Strukturen aus erhitztem Kunststoffdraht gemalt werden, dessen Ausgabe-Geschwindigkeit über zwei Tasten gesteuert werden kann. Die Herausforderung für die Entwicklung: Der Lix Pen soll über Kickstarter finanziert werden. Der Stift ist 16,4 Zentimeter lang und hat einen Durchmesser von 1,4 Zentimeter - er wiegt 35 Gramm. Gefüllt wird der Stift mit einem Filament, also Fasern, die rund zehn Zentimeter lang ist und für zwei Minuten zeichnen ausreichen. Die Stromversorgung läuft über USB. Quelle: Golem.de Quelle: PR
Fertig montiert und flott einsatzbereit ist das Modell FreeSculpt von Pearl. Der Drucker kostet 800 Euro. Kompakte Formen lassen sich mit dem Gerät gut erstellen, bei feineren Gegenständen franst das Ergebnis häufig aus. Außerdem sind die einzelnen Schichten deutlich zu erkennen. Für den Preis verdient der Drucker trotzdem das Prädikat CHIP-Preistipp. Quelle: Presse
Ab 1000 Euro ist der iRapid zu haben. Das Modell produziert sämtliche Druckaufträge bis zu einem Volumen von 25 Zentimeter Breite, 15 Zentimeter Tiefe und 12 Zentimeter Höhe. Laut Hersteller ist das Gerät nahezu pannen- und wartungsfrei und hat ein nettes Extra eingebaut: Beim Drucken ist das Innenleben des Geräts beleuchtet, so dass man den Vorgang gut beobachten kann. Quelle: Presse
Für den Fabbster der Firma Sintermask blättern Käufer rund 1500 Euro hin. Dafür können Kunden das Gerät leicht in Betrieb nehmen. Die Grundfläche, auf der das Objekt entsteht, lässt sich leicht justieren. Allerdings ist das Druckmaterial komplizierter einzulegen als bei den Konkurrenzmodellen. Quelle: Presse
Der Ultimaker kostet etwas mehr als 2000 Euro und wirkt mit seiner Holzoptik rustikal. Wer Spaß daran hat, kann sich seinen Drucker selbst zusammenbauen. Ein CHIP-Redakteur braucht dafür etwa 16 Stunden. Für andere Bausätze braucht man schon mal 24 Stunden. Wer darauf keine Lust hat, kann sich seinen Drucker auch vormontiert bestellen. Im Test zeigten sich zwei Nachteile des Ultimaker: Zum Einen muss die Grundfläche häufig justiert werden. Zum anderen sind die Führungsstangen ein wenig zu lang. Foto: Mirko Tobias Schaefer/ Flickr Quelle: Presse
Testsieger ist der Replicator 2 der Firma Makerbot. Er kostet zwar 2350 Euro. Laut CHIP lohnt sich das Geld allerdings. Zwar wackelt die Kontrolleinheit, das Druckergebnis leidet aber nicht darunter. Besonders praktisch: Die Kalibrierung fällt leicht, weil das Gerät nicht mehr als die drei nötigen Einstellschrauben hat. Außerdem fährt der Druckkopf automatisch in die richtige Position. Ein Display zeigt an, welcher Schritt als nächstes folgt. Quelle: Presse


Das deutsche Unternehmen Henkel ist einer der Partner des 3D-Grachtenhauses und entwickelt den Baustoff, zum Beispiel aus Bio-Leinsaat. „Ab und zu kriegen wir wieder einen neuen Sack mit Kügelchen zum Ausprobieren“, erzählt die junge Architektin. Die relativ leichten Wände und Dächer müssen natürlich auch dem kräftigen Amsterdamer Wind standhalten können.

Der niederländische Bauunternehmer Heijmans entwickelt die Konstruktionsmethoden. Die Hohlräume der einzelnen Bauteile kann man etwa mit Bio-Beton füllen. „Durch die 3D-Technik wird der gesamte Bau revolutioniert“, sagt die Architektin Heinsman selbstbewusst voraus. Und das ist auch der Kern des Amsterdamer Projekts: Was kann die neue Technik für die Architektur, den Bau und die Städteplanung bedeuten? Eine Vision der Initiatoren ist: Jeder kann sein eigener Architekt werden und selbst per Computer Fassaden oder die Aufteilung der Räume gestalten. „Wir entwerfen nur die DNA des Gebäudes“, sagt sie.

In Arbeit
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Das Haus aus dem Drucker könnte auch eine Hilfe für Katastrophengebiete sein, finden die Dus-Architekten. Statt Baumaterialien und teure Grundstoffe aufwendig dorthin zu transportieren, müsste man nach ihrer Ansicht nur ein paar Mega-Drucker aufstellen und aus den am Ort verfügbaren Materialien Unterkünfte drucken. Eine Villa aus alten Pet-Flaschen oder eine Schule aus Kartoffelschalen? Fast alles scheint möglich. In der Baubaracke zeigt eine Ausstellung die Baustoffe der Zukunft. Aus Kartoffelschalen etwa wurde ein hippes Tee-Service gedruckt. Da blieb sogar US-Präsident Barack Obama die Spucke weg, erinnert sich Heinsman. Als er bei seiner Stippvisite im vergangen Sommer die Baustelle des 3D-Grachtenhauses besuchte, sagte er „Wow“.

Die Amsterdamer Dus-Architekten sind Pioniere, auch wenn sie das Wettrennen um das erste gedruckte Haus der Welt verloren haben. In China sollen bereits zehn Bungalows pro Tag aus dem Drucker kommen. Ob das Grachtenhaus 2.0 jemals serienmäßig hergestellt wird, ist offen. Denkbar ist allerdings, dass flexible Wände für Hotels oder Büros gedruckt werden. Das hängt vor allem von den Kosten ab. Dazu wollen die Dus-Architekten sich noch nicht äußern.

Ihr Projekt wird aus Subventionen und Spenden finanziert. Die Produktion des Grachtenhauses 2.0 geht zügig voran. Mittlerweile wurde ein zweiter Zimmer-Macher aufgestellt, der Bauteile bis fünf Meter Länge drucken kann. Bald sollen die ersten Teile zusammen gesetzt werden, am Ufer des Ij-Gewässers. Genau gegenüber den großen alten Vorbildern an den Grachten von Amsterdam.

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