Ökologisches Bauen liegt stark im Trend. Das Laser Zentrum Hannover erforscht zusammen mit Partnern, wie man Bauelemente aus Naturfasern mittels additiver Fertigung herstellen kann.
Im Projekt 3DNaturDruck sollen das Design und die Fabrikation von 3-D-gedruckten Bauteilen aus Biokompositen wie die im Bild dargestellte Freiformkachel aus Holzkurzfaserfilament erforscht werden
LZH
Beim ökologischen Bauen wird versucht, ein Gebäude soweit wie möglich im Einklang mit der Natur zu errichten. Dies bringt nicht nur Vorteile für Umwelt und Klima, sondern auch für das persönliche Wohlbefinden und die Gesundheit. An der Verwendung von Naturfasern in strukturellen Bauteilen im Bauwesen und im Architekturbereich herrscht daher starkes Interesse, da großformatige Elemente bisher oft aus Polymeren auf Basis fossiler Rohstoffe gefertigt werden.
Komplexe Bauteile aus nachhaltigen Materialien
Ziel des Projekts 3DNaturDruck ist es, aus naturfaserverstärkten Biopolymeren im 3-D-Druck Bauteile, wie zum Beispiel Fassadenelemente, zu fertigen. Die mittels 3-D-Druck erzeugten Bauteile können in komplexen Geometrien in wenigen Arbeitsschritten hergestellt werden, sind material- und kosteneffizient und besitzen gute mechanische Eigenschaften. Des Weiteren sind sie hoch verfügbar und haben ein geringes Gewicht. Das Projekt wird von der Abteilung Biobasierte Materialien und Stoffkreisläufe in der Architektur (BioMat) am Institut für Tragkonstruktion und Konstruktives Entwerfen (ITKE) der Universität Stuttgart koordiniert. In dem Projekt arbeiten das LZH, das Fraunhofer-Institut für Holzforschung Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) sowie die Industrieunternehmen Rapid Prototyping Technologie GmbH (Gifhorn), ETS Extrusionstechnik (Mücheln), 3dk.berlin (Berlin) und ATMAT Sp. Z o.o. (Krakau, Polen) zusammen.
Smarte und innovative Konstruktionen
Innerhalb des Projekts werden die entsprechenden Kompositmaterialien aus Biopolymeren sowohl mit Naturkurzfasern als auch mit Naturendlosfasern entwickelt und für die Verarbeitung mit dem additiven Fertigungsverfahren Fused Deposition Modeling (FDM) optimiert. Dabei stehen Verarbeitungsverfahren und Herstellprozesse mit sehr kurzen Naturfasern, etwa aus Holz und Stroh, sowie der Druck von Endlosfasern aus Hanf und Flachs in Kombination mit Biopolymeren im Fokus. Des Weiteren werden die Werkzeuge und Düsengeometrien des FDM-Druckers für die neuen Werkstoffe angepasst. Abschließend soll ein Pavillon auf dem Campus der Universität Stuttgart entstehen, bei dem die Fassaden aus naturfaserverstärkten Biopolymeren im 3-D-Druck hergestellt werden.