Der Baustoff des ersten Wohnhauses, das in Deutschland mithilfe von 3D-Betondrucktechnik entstand, stammt von Heidelberg Materials.

i.tech 3D® - Hightech-Material für den 3D-Betondruck

Kontaktieren Sie uns gerne unter beda.eber@heidelbergmaterials.com

Der 3D-Druck mit Beton gewinnt seit einigen Jahren immer mehr an Bedeutung. Wir zeigen Ihnen, wie der Betondruck funktioniert und mit welchem Material sich das realisieren lässt. 

Bei Heidelberg Materials ist 3D-Betondruck bereits Teil der Nachhaltigkeitsstrategie. Er bietet viele Vorteile und Möglichkeiten für den Bau der Zukunft: Digitalisierung und Automatisierung können den Materialverbrauch reduzieren, die Prozesseffizienz steigern und die Arbeitssicherheit verbessern. Zudem ermöglicht der 3D-Betondruck eine größere Gestaltungsfreiheit für Planer und Architekten.

3D-Druck mit Beton: So funktioniert’s

Beim 3D-Druck mit Beton wird der Baustoff Lage für Lage mit einem Betondrucker aufgetragen. Der modulare 3D-Baudrucker bewegt sich dabei auf einem fest installierten Metallrahmen in allen drei Raumachsen oder alternativ per Roboterarm. Dadurch kann der Drucker jede Position innerhalb der Konstruktion bzw. des sogenannten Druckraums erreichen, ohne dass er dafür händisch umgesetzt und neu kalibriert werden muss. Dank BIM (Building Information Modeling) entsteht so aus einem digitalen Modell direkt ein fertiges Gebäude. Während des Druckvorgangs berücksichtigt das „Druckteam“ zudem auch die später zu verlegenden Leitungen und Anschlüsse für z.B. Wasser oder Strom.

Als automatisiertes und additives Fertigungsverfahren wird die 3D-Drucktechnologie in Deutschland hauptsächlich für folgende Bauvorhaben eingesetzt:

  • Einstöckige oder Mehrstöckige Gebäude
  • Tragende und nicht tragende vorgefertigte Elemente (z. B. Elementwände, Tiny Houses, Bushaltestellen, Bänke, Vasen, Dekorplatten usw.)

Unser 3D-Druck Material – Ihre Vorteile

Unser High-Tech Material i.tech 3D kam bereits 2020 beim Druck der ersten Wohnhäuser in Deutschland – beim 3D-Einfamilienhaus in Beckum und beim 3D-Mehrfamilienhaus in Wallenhausen – zum Einsatz. Seitdem haben wir weitere Objekte beliefert, den innovativen Baustoff immer weiterentwickelt und dessen CO2-Fußabdruck weiter reduziert.

Symbol für Kreislaufwirtschaft
Unser 3D-Druckbeton ist ein Hightech-Baustoff, der als mineralisches Material zu 100 % recyclebar ist.
Symbol für CO2
Der 3D-Druckbeton beinhaltet ein Bindemittel mit etwa 55 Prozent CO2-Reduktion gegenüber einem reinen Portlandzement.
Symbol für Silofahrzeug
Durch eine gezielte Entwurfsplanung ergibt sich zudem ein hohes Potential für einen effizienten Materialeinsatz.
Symbol für Haken
Das Material ist gut pumpbar und besitzt gleichzeitig sehr gute Extrusionseigenschaften. Die zielsichere Festigkeitsentwicklung sorgt zudem für ein formstabiles Druckbild.
Symbol für Standort
Um den 3D-Druckbeton lokal zu produzieren und noch flexibler liefern zu können, wurde in den vergangenen zwei Jahren ein Produktionsstandort in Deutschland aufgebaut.
Symbol für Team
Wir bieten Rundum-Service: Unterstützung durch unsere eigenen Anwendungstechniker und Betontechnologen vor Ort und im Labor.

Eigenschaften unseres 3D-Druck Materials i.tech 3D

Maximal Korngröße:Variante Größtkorn 4mm
Verarbeitungszeit:20 min bei 10-30 °C
Druckgeschwindigkeit:ca. 15-25 cm/s
Layertime:3-15 min
Druckfestigkeit 1 Tag:> 10 MPa
Druckfestigkeit 28 Tage:> 50 MPa
Kompatibilität:Vielseitig mit verschiedenen Drucksystemen anwendbar

3D drucken lassen: Beispiel eines Ablaufprozesses

  1. Materialversand: Wir liefern unser Material wahlweise per LKW, BigBags oder Sackware.
  2. Mischen: Unter dem Silo gibt es eine Mischer-Pumpeneinheit. Hier wird unser Produkt für wenige Sekunden mit Wasser gemischt und danach weitergepumpt. In unserem technischen Datenblatt finden Sie den empfohlenen Wassergehalt.
  3. Pumpen: Mithilfe einer Schneckenmantelpumpe wird das Material durch einen Schlauch befördert. 
  4. Transport/Förderung: Ein Schlauch, typischerweise 5–40 m lang (Durchmesser 25–50 mm), transportiert das Material zum Druckkopf.
  5. Drucken: Der Mörtel wird entlang eines vordefinierten Druckpfads gedruckt. Es können verschiedene Druckertypen eingesetzt werden (z.B. Roboterarme, Portalsysteme und weitere).

3D-Betondruck: Alle Vorteile auf einen Blick

Gestaltungsfreiheit

3D-Betondruck ermöglicht die Umsetzung individueller Geometrien und Bauteile, die mit konventioneller Schalungstechnik nur schwer umsetzbar wären.

Zeitersparnis

Der Bauprozess wird automatisiert und optimiert z.B. durch die Integration von Versorgungsleitungen. Gleichzeitige Bauphasen führen zu einer potenziellen Zeitersparnis von 60-70 %.

Arbeitssicherheit

Weniger benötigte Werkzeuge vor Ort, weniger Personen auf den Baustellen und weniger Lärm sowie Staub führen zu einer erhöhten Arbeitssicherheit.

Lösungsansatz für Fachkräftemangel

Durch Digitalisierung steigt die Attraktivität für Nachwuchskräfte.Gleichzeitig reduzieren sich die benötigten Arbeitskräfte vor Ort von 10-12 auf nur 2-3 pro Haus.

Gedruckt mit dem Hightech-3D-Baustoff von Heidelberg Materials, entsteht derzeit in Heidelberg innerhalb weniger Monate das größte 3D-gedruckte Gebäude Europas. Der Druck des Gebäudes – rund 54 Meter lang, 11 Meter breit und 9 Meter hoch – hat bereits am 31. März 2023 begonnen und wird voraussichtlich bis Ende Juli 2023 dauern.

Hightech am Bau - 3D Druck

Referenzen

Wohnhaus mit 3D-gedruckten Wänden

Wohnhaus mit 3D-gedruckten Wänden

Anfragen 3D-Betondruck

Produktmanagement

Das erste Wohnhaus aus dem 3D-Betondrucker in Deutschland wurde durch den Rat für Formgebung mit dem German Innovation Award ausgezeichnet.

Mehr zum German Innovation Award
Beton aus dem 3D-Drucker von Heidelberg Materials

i.tech® 3D - Materialschichten. Große Herausforderung. Das Material für den 3D-Druck sollte gut pumpbar und gut extrudierbar sein. Außerdem muss es schnell eine ausreichende Tragfähigkeit ausbilden, damit die unteren Schichten nicht unter der Last der oberen Schichten versagen.

Der Druckkopf bewegt sich auf einem fest installierten Metallrahmen.

i.tech® 3D - Druckvorgang. Der Druckkopf bewegt sich auf einem fest installierten Metallrahmen in alle drei Raumachsen. Dadurch kann der Drucker sich an jede Position innerhalb der Konstruktion bewegen.

3D-Druck Schichten im Detail

i.tech® 3D - Detail. Der innovative Baustoff für den 3D-Druck ermöglicht eine deutliche Beschleunigung des Bauprozesses.

Einfamilienhaus in Beckum, ein Referenzbeispiel für 3D-Betondruck

Referenzbeispiel für 3D-Betondruck in Beckum. Erstes 3D-gedrucktes Wohnhaus Deutschlands in Beckum (2021).

Erstes Mehrfamilienhaus mit 3D-Betondruck in Wallenhausen

Referenzbeispiel für 3D-Betondruck in Wallenhausen. Erstes 3D-gedrucktes Mehrfamilienhaus Deutschlands in Wallenhausen (2021).

Serverhotel mit 3D-Betondruck von Heidelberg Materials

Referenzbeispiel für 3D-Betondruck in Heidelberg. Das Wave House/Serverhotel ist – Stand Januar 2024 – Europas größtes 3D-gedrucktes Gebäude (2023).

Vereinsheim in Nordkirchen mit 3D-Betondruck

Referenzbeispiel für 3D-Betondruck in Nordkirchen. Erstes öffentliches 3D-gedrucktes Gebäude in Nordkirchen (2024).

Mehrfamilienhaus mit 3D-Betondruck von Heidelberg Materials

Mehrfamilienhaus 3D-Betondruck in Lünen. Deutschlands erstes öffentlich gefördertes Mehrfamilienhaus aus dem 3D-Betondrucker in Lünen (2024).