Hightech-Material für den 3D-Betondruck
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.
| Unser 3D-Druckbeton ist ein Hightech-Baustoff, der als mineralisches Material zu 100 % recyclebar ist. |
| Der 3D-Druckbeton beinhaltet ein Bindemittel mit etwa 55 Prozent CO2-Reduktion gegenüber einem reinen Portlandzement. |
| Durch eine gezielte Entwurfsplanung ergibt sich zudem ein hohes Potential für einen effizienten Materialeinsatz. |
| Das Material ist gut pumpbar und besitzt gleichzeitig sehr gute Extrusionseigenschaften. Die zielsichere Festigkeitsentwicklung sorgt zudem für ein formstabiles Druckbild. |
| Um den 3D-Druckbeton lokal zu produzieren und noch flexibler liefern zu können, wurde in den vergangenen zwei Jahren ein Produktionsstandort in Deutschland aufgebaut. |
| 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
- Materialversand: Wir liefern unser Material wahlweise per LKW, BigBags oder Sackware.
- 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.
- Pumpen: Mithilfe einer Schneckenmantelpumpe wird das Material durch einen Schlauch befördert.
- Transport/Förderung: Ein Schlauch, typischerweise 5–40 m lang (Durchmesser 25–50 mm), transportiert das Material zum Druckkopf.
- 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
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3D-Betondruck ermöglicht die Umsetzung individueller Geometrien und Bauteile, die mit konventioneller Schalungstechnik nur schwer umsetzbar wären.
- Zeitersparnis
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Der Bauprozess wird automatisiert und optimiert z.B. durch die Integration von Versorgungsleitungen. Gleichzeitige Bauphasen führen zu einer potenziellen Zeitersparnis von 60-70 %.
- Arbeitssicherheit
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Weniger benötigte Werkzeuge vor Ort, weniger Personen auf den Baustellen und weniger Lärm sowie Staub führen zu einer erhöhten Arbeitssicherheit.
- Lösungsansatz für Fachkräftemangel
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Durch Digitalisierung steigt die Attraktivität für Nachwuchskräfte.Gleichzeitig reduzieren sich die benötigten Arbeitskräfte vor Ort von 10-12 auf nur 2-3 pro Haus.
