Großformatiger 3D-Druck ermöglicht nachhaltigen Lehmbau

Das italienische Unternehmen WASP setzt mit seinem großformatigen 3D-Drucker Crane WASP auf automatisierten Lehmbau, um kostengünstigen und nachhaltigen Wohnraum auch in netzfernen Regionen zu ermöglichen. Die Technologie kombiniert additive Fertigung im Bauwesen mit lokal verfügbaren Materialien wie Erde, Wasser oder landwirtschaftlichen Reststoffen und adressiert Anforderungen an ressourcenschonendes Bauen sowie reduzierte Infrastrukturabhängigkeit.

Additive Bauprozesse mit lokalen Materialien
Der modulare 3D-Drucker ist nach dem Prinzip natürlicher Bauprozesse entwickelt und kann Häuserwände schichtweise aus Lehm extrudieren. Ein Beispiel ist das TECLA-Haus in Massa Lombarda, ein kuppelförmiges Gebäude, das vollständig aus einer Mischung aus Erde und Wasser gefertigt wurde. Ziel des Systems ist es, Bauprozesse zu automatisieren und gleichzeitig Materialien aus der unmittelbaren Umgebung zu nutzen, um Transportkosten, Emissionen und Bauzeiten zu reduzieren.

Eine einzelne Druckeinheit deckt eine Druckfläche mit einem Durchmesser von 8,2 Metern und einer Höhe von 3,2 Metern ab. Die Mechanik umfasst einen vertikalen Hubmast sowie einen höhenverstellbaren Ausleger, der sich um 360 Grad drehen kann. Auf dem Ausleger bewegt sich ein Lehm-Extruder horizontal und erzeugt die Gebäudegeometrie schichtweise. Beim Bau des TECLA-Hauses dauerte dieser Prozess etwa 200 Stunden.

Mechanische Anforderungen unter staubintensiven Baustellenbedingungen
Großformatige additive Bauverfahren stellen hohe Anforderungen an die mechanischen Komponenten, insbesondere an die Lagerstellen, die die Bewegung des Druckkopfs über längere Zeiträume ermöglichen. Baustellenumgebungen mit hoher Staub- und Schmutzbelastung können bei klassischen Metalllagern zu erhöhtem Verschleiß führen, da Partikel den Schmierfilm beeinträchtigen und Reibung sowie mechanischen Abrieb erhöhen.

Um die Zuverlässigkeit des Systems zu verbessern und Wartungsaufwand zu reduzieren, suchte WASP nach einer Alternative zu konventionellen Metalllagern, die ohne Schmierung auskommt und gleichzeitig robust gegenüber Umweltbedingungen ist.

Schmierfreie Gleitlagertechnik für wartungsarmen Betrieb
Zum Einsatz kommen drylin R JUM-01-50 Gleitfolien aus dem Hochleistungskunststoff iglidur J von igus. Der Druckkopfschlitten bewegt sich über diese Gleitfolien entlang der Aluminiumprofile des Auslegers. In das Material integrierte Festschmierstoffe ermöglichen einen dauerhaften Trockenlauf ohne Schmierfett.

Die schmierfreie Konstruktion reduziert Wartungsintervalle und minimiert das Risiko von Lagerausfällen unter staubigen Bedingungen. Gleichzeitig sind die Gleitfolien bis zu 80 Prozent leichter als vergleichbare Metalllager, was laut Hersteller zu einer verbesserten Dynamik und Präzision der Druckkopfbewegung beiträgt. Die Komponenten sind zudem auf die Aufnahme axialer und radialer Lasten ausgelegt und zeigen eine hohe Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen.

Additive Fertigung als Baustein nachhaltiger Bauprozesse
Durch die Kombination großformatiger 3D-Drucktechnologie mit wartungsarmen mechanischen Komponenten entsteht eine Bauplattform, die auf schwierige Einsatzbedingungen ausgelegt ist. Die Integration schmierfreier Gleitlager unterstützt einen zuverlässigen Dauerbetrieb und trägt dazu bei, additive Bauverfahren wirtschaftlich und skalierbar einzusetzen.

Das Projekt verdeutlicht die zunehmende Rolle additiver Fertigung im Bauwesen, insbesondere dort, wo flexible Infrastruktur, lokale Ressourcen und automatisierte Prozesse zusammengeführt werden, um nachhaltige Baukonzepte umzusetzen.

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