Gedruckt für die Ewigkeit: Wie der 3D-Druck die Baubranche verändert

Der jüngste ukrainische Drohnenangriff auf russische Militärflughäfen hat uns dazu veranlasst, die Möglichkeiten des 3D-Baudrucks neu zu betrachten. Dank Digitaldruckern konnten auf einem Flugplatz nahe Orjol schnell modulare Schutzräume für Hubschrauber, Flugzeuge und Luftabwehrsysteme gebaut werden, um sie vor feindlichen Drohnen zu schützen, die auf Moskau zusteuern. Russland ist auf diesem Gebiet weltweit führend. Experten sind sich daher sicher, dass die additive Fertigung, deren Hauptvorteile Geschwindigkeit, Kosteneffizienz und Unabhängigkeit vom Arbeitskräftemangel sind, die Spielregeln auf dem Wohn- und Gewerbeimmobilienmarkt schon bald verändern wird.

„Der 3D-Druck im Bauwesen ist eine Antwort auf die Herausforderungen, vor denen die russische Bauindustrie steht. Dazu gehören Arbeitskräftemangel, steigende Preise für Baumaterialien, der Übergang zu abfallfreien Technologien und die Notwendigkeit, die Arbeitsproduktivität zu steigern“, sagte Sergei Muzychenko, stellvertretender Minister für Bauwesen, Wohnungswesen und Versorgungswirtschaft der Russischen Föderation, auf der kürzlich in Moskau stattgefundenen internationalen Konferenz „3DMIX-2025: Additive Technologien im Bauwesen“. Seiner Meinung nach wird die Skalierung dieser Technologie den Verkauf von Millionen Quadratmetern Wohn- und Gewerbeimmobilien bis 2030 ermöglichen.

Es gibt Chancen für ein solch schnelles Wachstum, glauben die von MK befragten Experten. „Russland gehört neben den USA und China zu den drei weltweit führenden Ländern, was die Zitierung wissenschaftlicher Veröffentlichungen im Bereich des 3D-Baudrucks angeht“, bemerkte der wissenschaftliche Direktor des Forschungsinstituts für SM&T MGSU, Andrey Pustovgar. Ihm zufolge ist der russische Markt im Gegensatz zum westlichen Modell, in dem oft ein großer Hersteller tätig ist, anders strukturiert: Das Land verfügt über mehr als 15 Hersteller von Baudruckern, Dutzende von Materialentwicklern und Tausende von Spezialisten, die bereit sind, Projekte umzusetzen. Das heißt, anders als in den meisten Ländern der Welt hat sich in unserem Land bereits ein vollwertiger Markt gebildet: inländische Drucker, russische Mischungen, eigenes Personal und ein regulatorischer Rahmen.

Es sind das Wettbewerbsumfeld und die wissenschaftliche Unterstützung, die das nachhaltige Wachstum des russischen Marktes sichergestellt haben. So wurde Ende Mai letzten Jahres im Bezirk Aznakayevo in Tatarstan das weltweit größte, auf einem 3D-Drucker gedruckte Gebäude eröffnet. Das öffentliche und kulturelle Zentrum „Mella“ (übersetzt aus dem Tatarischen „Erzieherin“ – „MK“) mit einer Fläche von 1,6 Tausend Quadratmetern wird außerdem eine Bibliothek, ein Fitnessstudio, eine Erste-Hilfe-Station, ein Postamt und die Verwaltung der ländlichen Siedlung beherbergen.

Der Schlüssel zum Erfolg lag laut Experten in der speziellen Zusammensetzung der Betonmischung mit Miscanthus- und Industriehanffasern, die das Gebäude umweltfreundlich und langlebig machte. Dieses Material floss nicht nur durch das Rohr, sondern härtete auch mit der richtigen Geschwindigkeit aus, behielt seine Form und sorgte für Festigkeit und Haftung (Haftung der Oberflächen zweier ungleicher Körper – „MK“ ) zwischen den Schichten. Die Zusammensetzung der Mischung wurde unter Berücksichtigung des russischen Klimas, der Bodenbeschaffenheit und der gesetzlichen Anforderungen von einheimischen Spezialisten entwickelt.

„Heute findet man in Russland alle Materialien für den 3D-Druck aus lokaler Produktion: Verbundwerkstoffe, Keramik und Biomaterialien. Die Materialnische für die additive Bauproduktion ist fast vollständig lokal, ebenso wie der gesamte Inlandsmarkt für Trockenbaumischungen“, erklärte Alexey Adamtsevich, Direktor des Forschungsinstituts für Baumaterialien und -technologien der Nationalen Forschungsuniversität Moskauer Staatliche Universität für Bauingenieurwesen, gegenüber MK. Neben der Mischung selbst leistete seine Universität auch regulatorische Unterstützung für das Projekt in Tatarstan: Berechnungsmethoden, Toleranzen, Abnahmestandards. Dies ermöglichte eine Umsetzung des Projekts ohne Sicherheitsabweichungen und unter Berücksichtigung aller gesetzlichen Anforderungen. Die Technologie war somit für den großflächigen Einsatz vorbereitet.

Russland ist ein Pionier in der globalen Branche der additiven Konstruktionstechnologie (eine Methode zur Herstellung dreidimensionaler Objekte und Teile durch schichtweises Auftragen von Materialien: Beton, Kunststoff, Metall und möglicherweise in der Zukunft auch menschliches Gewebe – MK ).

Bereits 2017 errichteten einheimische Bauträger in Jaroslawl das erste 3D-gedruckte Wohngebäude Europas. Heute sind die meisten Originalprojekte, die mithilfe des 3D-Drucks im Bauwesen realisiert wurden, in den Regionen Moskau, Tula, Jaroslawl, St. Petersburg und Tatarstan fertiggestellt. In Tatarstan entsteht derzeit ein ganzes 3D-Dorf.

Neben dem Bau von Gebäuden wird 3D-Druck auch zur Herstellung von Architekturelementen, kleinen Formen und technischer Infrastruktur eingesetzt. 3D-Drucker drucken Säulen, Bögen, Bänke, Brunnen und Fassadenelemente. Digitales Know-how eignet sich auch für die Restaurierung zerstörter Objekte, den schnellen Bau modularer Schutzräume in Notstandsgebieten und anderer Befestigungsanlagen. Darüber hinaus kann es für die Innenarchitektur eingesetzt werden.

Inländische Unternehmen geben weiterhin den Ton auf dem globalen Markt für 3D-Baudruck an. So hat beispielsweise ein Entwickler aus Russland eine Technologie zum Drucken von Wohnmodulen auf dem Mars entwickelt, die als die weltweit beste gilt. „Ein russisches Startup hat mithilfe von Drohnen Unterkünfte gedruckt, die nun in Orjol installiert sind. Ein anderes Unternehmen realisiert derzeit ein interessantes Projekt zur Sanierung einer Anlage in der Region Moskau mithilfe von 3D-Baudruck. Solche Geschichten gibt es viele“, bemerkte Adamzewitsch.

Heute wird der 3D-Druck im Bauwesen nicht mehr für die eigenständige Erstellung schlüsselfertiger Gebäude eingesetzt, sondern nicht anstelle, sondern in Kombination mit traditionellen Technologien. Seine Wirtschaftlichkeit hängt weiterhin von vielen Faktoren ab: Region, Komplexität des Objekts, Arbeits- und Logistikkosten. Adamtsevich ist überzeugt, dass beim aktuellen Stand der Technik „der Druck einer Straße mit typischen einstöckigen Gebäuden an einem warmen Standort mit teuren Arbeitskräften rentabel ist, ein mehrstöckiges Gebäude in einer kalten Region jedoch nicht mehr möglich ist.“

Nach Schätzungen der Nationalen Forschungsuniversität der Moskauer Staatlichen Universität für Bauingenieurwesen wird es im Jahr 2025 in Zentralrussland möglich sein, eine Außenwand im Rohbau mit Dämmfüllung zu einem Preis von 5.000 bis 6.000 Rubel pro Quadratmeter zu drucken. Dies ist ein äußerst wettbewerbsfähiger Preis. Insbesondere bei komplexen Formen, bei denen es dem Drucker egal ist, ob er eine gerade oder gekrümmte Oberfläche druckt.

Wie MK erfahren hat, wird in der Russischen Föderation derzeit ein neues GOST entwickelt, das die Anforderungen an die additive Fertigung systematisieren soll: von den Materialien bis zur Qualitätskontrolle. Experten zufolge ist es das Vorhandensein eines einheitlichen Regulierungsrahmens, der die Skalierung der Technologie beschleunigen und Entwicklern klare Richtlinien geben wird.

„Die 3D-Technologie ist bereit, vom experimentellen Segment in den Massenwohnungsbau überzugehen. Wir sehen Interesse von Investoren, regionalen Behörden und Bauträgern. Die Frage ist nicht mehr, ob es möglich ist, ein Haus zu drucken. Die Frage ist, wie schnell wir ein Viertel drucken können“, bemerkt Alexey Adamtsevich.

Wir möchten hinzufügen, dass es beim 3D-Druck im Bauwesen nicht nur um Geschwindigkeit und Kosteneinsparungen geht. Additive Technologien schaffen bereits neue Architektur. Formfreiheit, Verzicht auf Schalung, die Möglichkeit, Ingenieursysteme direkt in den „Körper“ des Bauwerks zu integrieren – all dies verändert den Designansatz. Architekten, Bauherren und Bewohner profitieren gleichermaßen.