Digital Innovation

Schneller, günstiger, nachhaltiger – stellen Gebäude aus dem 3-D-Drucker schon bald die Immobilienbranche auf den Kopf?

1981 war ein technologisch höchst ereignisreiches Jahr, auch wenn dies seinerzeit wohl kaum jemand so wahrgenommen hat. IBM brachte den ersten Personal Computer auf den Markt, samt Microsoft-Betriebssystem MS-DOS. Steve Jobs arbeitete mit dem damaligen Kopierer-Giganten Xerox am Urahn der MacBooks. Was daraus geworden ist, weiß alle Welt. Aber etwa auf halber Strecke zwischen Tokyo und Kyoto arbeitete noch ein anderer Technologie-Visionär an einer bahnbrechenden Entwicklung, deren Bedeutung die Welt erst viele Jahre später wirklich erkennen sollte.

Im städtischen Industrieforschungsinstitut im japanischen Nagoya schrieb Dr. Hideo Kodama seinen Bericht über ein funktionelles Verfahren zur schnellen Prototypenentwicklung unter Verwendung von Photopolymeren: Rapid Prototyping. Bei diesem Prozess wird ein gedrucktes Festkörpermodell in Schichten aufgebaut, die jeweils einer Querschnittscheibe im Modell entsprechen. Klingt bekannt? Genau, so legte ein damals weitgehend unbekannter Entwickler in der Präfektur Aichi den Grundstein für den 3-D-Druck.

Science-Fiction schon jetzt für den Hausgebrauch

Mittlerweile hat sich die Welt viele Male gedreht und unsere Technologie gewaltige Schritte nach vorn gemacht. Der PC, heute ein alltägliches Haushaltsgerät, hat Konkurrenz bekommen von Smartphones mit gigantischer Rechnerkapazität. Menschen und Dinge vernetzen sich global. Vor der „Glotze“ muss niemand mehr auf sein bevorzugtes Programm warten, sondern streamt es sich digital über einen der zahlreichen Anbieter. Dabei sicher immer noch beliebt: Star Trek. Und wer weiß, auf wie vielen Bildschirmen sich gerade Captain Jean-Luc Picard mit den Worten „Tea, Earl Grey, Hot“ sein präferiertes Getränk bestellt – nicht von einer menschlichen Servicekraft, sondern von einer Maschine: Der fiktive Replikator schafft quasi aus dem Nichts alle Gegenstände des täglichen Bedarfs.

Nun ja, auch etwa ein Jahrhundert nach Einstein müssen wir uns eingestehen: Von der Option, Materie aus Energie zu erschaffen, sind wir wohl noch ein ganzes Stück entfernt, sollte das überhaupt je möglich sein. Der Earl Grey kommt vorerst also noch aus der Teekanne. Aber komplexe Formen per 3-Druck aus verschiedenen Grundmassen zu erschaffen, das gelingt uns schon recht gut: Passend zur Generation-Selfie bekommt im MediaMarkt jeder ein 3-D-Ebenbild von sich selbst. Dank Unternehmen wie Biozoon lässt sich ein Hähnchen ausdrucken und in North Carolina setzen Ärzte echten Menschen gedruckte Kieferknochen ein.

Technologische Quantensprünge verändern Planung und Vermarktung von Immobilien

Die technologischen Veränderungen der vergangenen Jahrzehnte haben natürlich auch der Immobilienbranche ihren Stempel aufgedrückt: Ein Architekt entwarf noch in den 1990er Jahren seine Pläne per Hand am Zeichenbrett. Längst hat er seinen Stift gegen Architektur-Software eingetauscht. Damit fällt es wesentlich leichter, Änderungen am Objekt vorzunehmen, Dimensionen anzupassen oder Kosten neu zu kalkulieren. Liegen bisher im Regelfall nur zweidimensional erstellte Grundrisse vor, geben Vermarkter von Immobilien immer häufiger eine 3-D-Visualisierung in Auftrag, die einen virtuellen Spaziergang durch neue Wohnungen, Büroräume oder Lagerhallen erlaubt. Das unterstützt nicht nur die Vorstellungskraft von Käufern und Mieten, sondern vermeidet auch Fehlinvestitionen.

Schon längst hat die Blaupause 3D-Konkurrenz

Der nächste logische Schritt sind 3-D-Objekte zum Anfassen, millimetergenau aus dem Drucker: Ob Kunststoff, Metall oder Gips – beim 3-D-Druck trägt ein Druckkopf das für den Zweck ausgewählte schmelzbare Material Schicht für Schicht nach einem vorgegebenen Muster auf. Die nötigen Anweisungen gibt der Computer auf Basis einer zuvor erstellten 3-D-Vorlage. Wer also bei der Vermarktung seiner Immobilie neue Wege gehen möchte, wendet sich an Spezialisten wie Rapidobject. Die zum Beispiel haben nicht nur das Forum Romanum rekonstruiert, sondern erstellen auch Hausmodelle aus Polymergips. Der Preis hängt von vielen Faktoren ab, zum Beispiel, ob die Fenster geschlossen oder freistehend als Öffnung dargestellt werden. Und bleiben nach der Kundenpräsentation Wünsche offen, druckt man für den nächsten Termin rasch ein angepasstes Modell aus.

Bei bereits erbauten Gebäuden, die es noch nicht ins Zeitalter der Digitalisierung geschafft haben, erhebt ein 3-D-Scanner die notwendigen Daten. Die Größe des Gebäudes ist dank Scan per Drohne zweitrangig. Soll gleich ein ganzes Viertel oder gar eine Stadt wie San Francisco ausgedruckt werden? Auch das schafft der Drucker, solange er nur die entsprechenden Informationen bekommt.

Die Materialien werden besser und günstiger

Die Menschen können nicht anders als immer höher, schneller, weiter, weshalb es nicht bei dem Modell einer Immobilie innerhalb der Planungs- oder Vermarktungsphase bleibt. Je größer die 3-D-Drucker, desto weitreichender ihre Möglichkeiten. Weltweit experimentieren Experten und stellen traditionelle Methoden des Immobilienbaus infrage. Ob nun flüssiger Beton als Material dient, Bauschutt oder Industrieabfall, druckt man einzelne Bauteile, entsteht kaum Ausschuss. So lassen sich bis zu 60 Prozent der Materialkosten einsparen. Diese Methode ist nicht nur günstig und nachhaltig, sondern auch schnell.

An der Technischen Universität München (TUM) testen Forscher verschiedene Verfahren, unter anderem das selektive Binden. Die Technik erlaubt den Druck filigraner, bionischer Strukturen aus echtem Beton. Und an der ETH Zürich haben Absolventen einen 3-D-Drucker entwickelt, der Bauteile aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) herstellt, einem äußerst widerstandsfähigen Verbundwerkstoff.

Häuser auf Knopfdruck fordern den Status quo heraus

Wieso eigentlich nicht ganze Immobilien ausdrucken? Aber sicher doch! Jeder, der schon mal ein Haus gebaut hat, der weiß, was für ein Fortschritt das wäre. Kein Warten auf Handwerker mehr. Keine Streitereien wegen schiefer Böden, vergessener Wände oder gesundheitsgefährdender Schimmelflecken. Die Gesamtkosten könnten endlich gesenkt werden. Und die unendlichen Möglichkeiten bei der Gestaltung erst! 3-D Druck lässt die Kreativität von Lego-Bausteinen meilenweit hinter sich und ermöglicht völlig neuartige Formen. So hat der niederländische Designer Michiel van der Kley hat innerhalb von drei Jahren einen 60 m³ großen, eierförmigen Pavillon aus 4.760 gedruckten „Steinen“ gebaut. Branch Technology bietet ein zum Patent angemeldetes 3-D-Druckverfahren an, bei dem sich Material im offenen Raum verfestigt. So lässt sich eine zellenartige Matrix in praktisch jeder Gestalt erzeugen. Hätte sich Antoni Gaudí mit dem Unternehmen zusammentun können, wäre die Sagrada Familia womöglich längst fertig, denn für organisch wirkende Formen eignet sich das Verfahren ideal.

Das chinesische Bauunternehmen Winsun setzt derweil auf herkömmliche Architektur. In der Nähe von Shanghai erstellte es mithilfe von gedruckten Bauteilen ein fünfstöckiges Wohnhaus und eine 1.100 m² große Villa. Die Druckmasse bestand teilweise aus Bauschutt von Baustellen oder Steinbrüchen. Sie entstand, wie derzeit die meisten Gebäude aus 3-D-Druck, größtenteils in einer Fabrik. Die Teile werden dann am gewünschten Standort aneinandergefügt. Das russische Start-up Apis Cor revolutioniert das Verfahren noch einmal: Deren mobiler 3-D-Drucker produziert das gesamte Gebilde direkt an Ort und Stelle.

Beide Verfahren sind relativ günstig, weil viele übliche Arbeitsschritte wegfallen. Doch ganz maschinell entsteht so ein gedrucktes Haus nicht. Handwerker setzen immer noch manuell Fenster ein, streichen die Wände und sorgen auf diese Art für eine Verbindung zwischen Mensch und Maschine.

Ein ganzes Ensemble aus fünf gedruckten Beton-Häusern entsteht im Rahmen des Projektes Milestone gerade in der niederländischen Stadt Eindhoven. Die Kooperation der dortigen Technischen Universität mit diversen Unternehmen orientiert sich an agilen Organisationsformen: Die Häuser entstehen nacheinander, damit man aus den Fehlern lernen und die Erkenntnisse im nächsten Schritt implementieren kann. Die ersten Mieter sollen schon 2019 einziehen.

Strenge Normen und fehlende Erfahrungen: Es wird noch eine Weile dauern, bis wir Häuser aus dem 3-D-Drucker bei Amazon bestellen können

Noch gibt es keine Langzeiterfahrungen mit Immobilien aus dem Drucker. Wie sich die Materialien über die Lebensdauer einer Immobilie beweisen, wird die Zeit zeigen. Akuter ist die Frage nach den Regularien: Auf die Pionierunternehmen, die sich dem Druck von Immobilien widmen, kommt allen voran in Deutschland – und Ländern mit vergleichbar strengen Bauvorschriften – ein enormer bürokratischer Aufwand zu: Schier unendliche Normen, Bauvorschriften und energetische Standards. Und nicht zuletzt: Die Branche lernt noch, heute entwerfen Architekten Gebäude, die nur sehr geringe Erfahrung mit den neuen Technologien haben. Es dürfte also noch eine Weile dauern, bis auf der grünen Wiese reihenweise Häuser aus dem 3-D-Drucker erscheinen. Bis dahin kann man aber schon mit der gedruckten Einrichtung anfangen. Wie wäre es mit einem selbst gedruckten Stuhl oder einer schicken Armatur fürs Bad, um die neue Ära einzuläuten?

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