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Das Haus dem 3D-Drucker  

Hausbau 2.0: Das Haus aus dem 3D-Drucker

drylin® E-Portale von igus® für 3D-Drucker im XXL-Format

Ein Haus aus dem 3D-Drucker? Dies ist längst keine Utopie mehr. Die Fassade des niederländischen „Europe Building“ im Amsterdamer Marineviertel wurde teilweise auf diese Art gebaut. Die Idee lieferte das Architekturbüro DUS, das ebenfalls einen mobilen 3D-Drucker für solche Arbeiten bereitstellt. Bei der Produktion der Fassadenelemente verwendeten die Architekten sowohl die Portalsysteme als auch die Engineering-Unterstützung des motion plastics® Spezialisten igus®.

Alles hat mal klein angefangen – auch der 3D-Druck. Das gilt nicht nur für den Marktanteil dieser Fertigungstechnologie, sondern auch für die Größe der gedruckten Bauteile. Anfangs waren es kleine Prototypen, kieferorthopädische Hilfsmittel und Designer-Schmuckstücke, die mit generativen Verfahren gefertigt wurden. Heute können schon Kfz-Bauteile und – bei igus® – kundenspezifische hochverschleißfeste Tribo-Komponenten aus dem 3D-Drucker hergestellt werden. Und es geht noch viel größer: Das niederländische Architekturbüro hat die Idee verwirklicht, ganze Häuser auf diese Weise zu bauen – mit einem mobilen 3D-Drucker im XXL-Format, der in einem Seecontainer untergebracht ist.

Umweltfreundlich, abwechslungsreich und praktisch

Was auf den ersten Blick wie ein exotischer Marketing-Gag scheint, hat bei näherem Hinsehen nicht nur Charme, sondern viele Argumente für sich. So lassen sich die tragenden Strukturen aus Kunststoff-Rezyklat fertigen – eine nachhaltige Verwendung. Die Logistik auf der Baustelle vereinfacht sich erheblich: Die Elemente werden vor Ort gedruckt, an Ort und Stelle platziert und mit Beton ausgegossen. Und während kostengünstige Fertigteil-Architektur bisher fast immer langweilig und einheitlich aussah, können nun große Design-Freiheiten genutzt werden. Zudem, so die Architekten von DUS, lässt sich das Verfahren sehr gut für den schnellen Bau neuer Häuser in Katastrophengebieten verwenden.
Um die Idee in die Realität umzusetzen, hat DUS das Unternehmen Actual gegründet. Das Ziel von Actual ist es, dass der Bauherr auf einer digitalen Plattform Gebäudeelemente entwerfen beziehungsweise kundenspezifisch anpassen kann, die anschließend vor Ort auf XXL-3D-Druckern hergestellt werden. Unter dem Begriff „Kamermaker 2.0“ (buchstäblich dem ‚Hausbauer‘ 2.0) ist diese Idee in den niederländischen Medien sehr populär. Auch weltweit wurde darüber berichtet – und sie wurde ebenfalls dem US-Präsident Barack Obama während eines Besuches in Amsterdam präsentiert.

igus® als Engineering-Partner für den Hausbau
igus® als Engineering-Partner für den Hausbau

Ganze Bauteile am Haus der EU-Präsidentschaft wurden im 3D-Drucker gefertigt.

 

Wie die neue Art des Hausbaus in der Praxis aussehen wird, kann jedermann am Europa-Haus im Amsterdamer Marineviertel sehen, das für die Dauer der niederländischen EU-Präsidentschaft errichtet wurde. Die luftige Fassade dieses Hauses erinnert an historische Segelschiffe, die früher in diesem Viertel produziert wurden. Unter den Segeln sind die 3D-gedruckten Elemente zu erkennen, die aus biologisch abbaubarem Kunststoff bestehen, der am Ende der Präsidentschaft rezykliert werden kann. Die 3D-gedruckten Fassadenelemente sind begleitet durch 3D-gedruckte Sitzelemente, die ebenfalls mit dem 3D-Drucker von Actual erzeugt wurden.

Ganz im Sinne des modernen Netzwerkens hat sich Actual Partner gesucht, um dem „Kamermaker 2.0“ schnell zum Erfolg zu verhelfen. Als einer dieser Partner hat igus® bei der Optimierung der Konstruktion des mobilen 3D-Druckers geholfen. Die erste Generation hatte noch einen eigenen Raum für die Steuerung und konnte daher „nur“ Teile bis zu einer Größe von 2,00 x 2,00 x 3,00 Metern fertigen. So bestand Optimierungsbedarf, sowohl bei der Präzision als auch bei der Druckgeschwindigkeit.

Druckkopf verfährt mit igus® Raumportal
igus® Raumportal

Zum drylin® Programm von igus® gehören einbaufertige Portale für eine, zwei und drei Achsen mit Antrieben und Sensorik zur Positionserfassung.

 

Die igus® Ingenieure entwickelten neue Achsen mit, auf denen der Druckkopf verfährt. Dabei nutzten sie ihr Know-how in der additiven Fertigung: Konventionelle 3D-Drucker mehrerer Hersteller verwenden igus® Linearachsen, und igus® betreibt in der Fertigung auch eigene 3D-Drucker, um kundenspezifische Gleitelemente aus seinen iglidur® Filamenten herzustellen.

Bei der Projektierung bedienten sich die Ingenieure aus dem Baukastensystem der igus® Mehrachsportale. Sie stehen als Linien-, Flächen- und Raumportale, also für eine, zwei und drei Achsen, zur Verfügung und fahren vordefinierte Flächen und Räume ab. In diesem Fall kommt ein Raumportal zum Einsatz, bei dem die x- und y-Achse mit drylin® Zahnriemeneinheiten realisiert wurden und die z-Achse mit drylin® Spindeln-/ Mutter-Systemen.

Präzise Linearantriebe – Unterstützung beim Engineering

An den selbstschmierenden Linearsystemen verfährt der Druckkopf präzise über Zahnriemenkomplettsysteme, die igus® einbaufertig mitgeliefert hat. Auch bei den Spindelantrieben, die das Portal in der Höhe positionieren, kommen igus® Antriebe mit Positionserfassung zur Anwendung.

Linearantriebe

Blick ins Innere des mobilen 3D-Druckers, der Teile bis zu einer Größe von 2,50 x 2,50 x 6,50 Meter drucken kann. Der Druckkopf verfährt an einer drylin® Achse mit Zahnriemenantrieb.

 
Linearantriebe

„Stein auf Stein“ war gestern: Der 3D-Drucker druckt vor Ort die Bauelemente.

 

igus® half ebenfalls mit Vorschlägen zur Integration des Druckers – der jetzt bis zu fünf Meter hohe Bauelemente drucken kann – in den Seecontainer und unterstützte Actual bei der Inbetriebnahme der zweiten Generation des „Kamermakers“ vor Ort. Darüber hinaus wurden auch andere Komponenten aus dem igus® Konstruktionsbaukasten für Gleitlager und Linearsysteme verbaut, zum Beispiel igubal® Stehlager. Und wie die Leitungen für Signale und elektrischen Strom sicher zum Druckkopf geführt werden, liegt auf der Hand: Hier kommen igus® Energieketten zum Einsatz.

Aktuelles Projekt: Kanalhaus aus dem mobilen 3D-Drucker

Mit der zweiten Generation des „Kamermaker 2.0“ kann Actual größere Elemente mit hoher Präzision und größerer Geschwindigkeit drucken. Daran hat das igus® Portalsystem maßgeblichen Anteil Joe Platt, Head of Mechanical Engineering bei Actual: „igus® hat uns hervorragend unterstützt, und das Portal bewährt sich in der Praxis bestens.“

Zu den Projekten, die Actual im Moment verfolgt, gehört das „3D-Druck-Kanalhaus“, das zurzeit an einer Amsterdamer Gracht entsteht. Die Baustelle ist öffentlich und hatte bereits mehr als 40.000 Besucher. Wer also einen 3D-Drucker im XXL-Format „live“ beim Hausbau sehen möchte, kann das in Amsterdam im Asterweg 49 tun.

Hier geht es zu den eingesetzten Produkten
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