3D-Druck und Architektur: Modelle aus dem Drucker

Was bietet sich mehr für den Gebrauch einer Maschine, die computergesteuert dreidimensionale Gegenstände erstellt, an als die Baukunst, die sich per Definition mit der Erschaffung von Objekten nach ästhetischen und funktionalen Kriterien beschäftigt? Eben! Architektur und 3D-Druck, das passt wie die Faust aufs Auge. Und um dies zu unterstreichen, bekommt ihr von uns in einer Reihe von Blog-Beiträgen einen Einblick in die Welt des 3D-Drucks in der Architektur. Historisch betrachtet fand der erste große Einschnitt durch den 3D-Druck im Leben des Architekten im Büro und nicht auf der Baustelle statt. Denn die Technologie war anfangs noch nicht dafür konzipiert und bei weitem nicht leistungsfähig genug, um auf der Baustelle eingesetzt zu werden, dafür hat sie den Bereich der Planung einschlägig geprägt, in dem sie den Modellbau grundlegend revolutioniert hat. Und deswegen setzen wir auch hier an.

Zeit sparen und Kosten reduzieren

Modelle, die mühselig und unter großem Zeitaufwand per Handarbeit aus Kartonagen, Schaumstoff oder sogar Holz hergestellt werden mussten, sind essentieller Bestandteil eines jeden Architekturprojekts. Jedoch sind sie in diesem auch ein großer Kostenträger, der zudem oftmals zu leisten ist, bevor überhaupt der Zuschlag für der Realisation erteilt wurde. Hier schafft der 3D-Druck Abhilfe: durch das additive Fertigungsverfahren, bei dem ein Modell Schicht für Schicht erstellt wird, können Zeit- und Kostenersparnisse von bis zu 70% im Vergleich zu den konventionellen Methoden entstehen. Vor allem bei großen und komplexen Modellen ist das Leistungsgefälle zwischen den Verfahren eklatant.

Durch die eintretenden Zeit- und Kostenersparnisse eröffnen sich für den Architekten völlig neue Wege. So könnten beispielsweise mehrere Modelle für die verschiedenen Iterationen erstellt werden. Dies hätte den Vorteil, dass schon sehr früh in einem Projekte greifbare Ergebnisse vorliegen, was die Entscheidungsprozesse deutlich vereinfachen würde. Fehleinschätzungen und Unsicherheiten können schnell aus dem Weg geräumt und Änderungen in den nächsten Schritten leichter durchgeführt werden. Mit den herkömmlichen Verfahren des Modellbaus wären solche nachträgliche Änderungen nur unter viel höheren Kosten denkbar.

Feinste Detailgrade in höchster Auflösung

Doch der 3D-Druck öffnet dem Architekten auch qualitativ neue Möglichkeiten. Zum einen können Modelle maßstabsgetreu in nie dagewesenen Detailgraden erstellt werden. Je nach gewähltem Material und Fertigungsmethode können Details mit einem Ausmaß von weniger als einem Millimeter präzise und mit hoher Auflösung abgebildet werden. So können Modelle auch in einem deutlich kleineren Maßstab detailgetreu abgebildet werden, ohne an Aussagekraft zu verlieren. Möblierungen und Bepflanzungen, Tragwerke und andere filigrane Details machen das Modell einzigartig und heben es von anderen ab. Es ist offensichtlich, dass solche Präzision per Handarbeit so gut wie undenkbar und mehr als unwirtschaftlich ist.

Neue Formsprachen

Hinzu kommt eine zweite Neuerung: der Bau freier Formen. Jede geometrische Form und sei sie noch so amorph und gekrümmt kann ohne größeren Aufwand gedruckt werden. Modelle und Formen, die auf einem anderen Weg so gut wie unmöglich hergestellt werden können, werden plötzlich realisierbar. Ein anschauliches Beispiel liefern die Architekten des Londoner Architekturstudios Softkill Design, die ein Modell für ein Wohnhaus entwickelt und gedruckt haben, welches ausschließlich aus einer faserartigen Struktur besteht. Die Architekten haben sich hierbei am natürlichen Wachstum des Knochengewebes inspiriert und einen Algorithmus entwickelt, der das Material nur an diejenigen Stellen zurechnet, an denen es essenziell für die Stabilität ist. Der Clou dabei ist, dass das Gebäude auch nur mit einem 3D-Drucker hergestellt werden kann, aber dazu an einer anderen Stelle mehr…

Vollfarbig und texturiert

Letztendlich ermöglicht der 3D-Druck auch noch eine dritte Anwendungsmöglichkeit beim Bau von Modellen. Durch die Verwendung von Vollfarbdruck-Verfahren und bestimmten Nachbearbeitungen können Modelle farbig und texturiert erstellt werden. Die Anwendungsmöglichkeiten hierfür sind breit gefächert und reichen von der Hervorhebung einzelner Details bis zur realitätsgetreuen Abbildung einzigartiger Oberflächen. Diese drei Aspekte eröffnen dem Architekten völlig neue Wege: durch kleinste Details, verschachtelte Strukturen und besondere Oberflächen kann er sich eine neue Formsprache zu Nutze machen und eröffnet neuartige Einblicke in sein Modell.

Eine neue Ära des Modellbaus

Alles in allem bietet der Modellbau per 3D-Druck Innen-, Außen- und Landschaftsarchitekten eine große Palette von neuen Möglichkeiten um Modelle anschaulicher, detailreicher und realistischer darzustellen und eröffnet zudem neue Wege in der Konzeption und Erstellung einzigartiger Strukturen und Formen. Zudem ist sie für jeden zugänglich, da nahezu jedes Projekt auf Basis von CAD-Dateien bearbeitet wird. Diese können theoretisch direkt an den Drucker übermittelt werden, sodass eine maßstabs- und detailgetreue keinem äußeren Einfluss als dem der Maschine ausgesetzt ist, was natürlich unsauberes Arbeiten und die Fehlerquote im Allgemeinen drastisch senkt. Um diese Entwicklung zu unterstützen bieten wir bei trinckle einen exakt auf die Bedürfnisse von Architekten zugeschnitten 3D-Druckservice an, bei dem wir versuchen Kosten- und Zeitaufwand durch Express-Versand noch niedriger zu gestalten und gleichzeitig die Qualität des Modells zu maximieren.

So viel geschrieben und doch zu wenig gesagt. Das war der erste Teil aus unserer Reihe 3D-Druck und Architektur. Wenn ihr mehr zu diesem Thema erfahren wollte, dann schaut nächste Woche wieder rein!

Bilder in Reihenfolge nach Erscheinen im Text: