3D-Druck Mit Autodesk Fusion geplantes Haus kommt aus dem 3D-Drucker

Ein Haus aus dem 3D-Drucker? Habitat for Humanity und Peri 3D Construction zeigen, wie sie gemeinsam erstmals ein Haus mithilfe von 3D-Druck errichtet haben und welche wichtige Rolle die CAD-Software Autodesk Fusion 360 dabei spielte.

Seit fast 50 Jahren hilft die gemeinnützige Organisation Habitat for Humanity Menschen weltweit, ein Zuhause zu bauen und so ihre Lebensumstände zu verbessern. Einige dieser Häuser können bald mithilfe eines 3D-Druckers erstellt werden.

Im Sommer 2021 haben Habitat for Humanity Central Arizona und PERI 3D Construction und Candelaria Design Associates beschlossen, gemeinsam ein Einfamilienhaus mit drei Schlafzimmern, zwei Bädern und 161,5 Quadratmeter Wohnfläche per 3D-Druck zu bauen.

So wurden 70 bis 80 Prozent des Hauses gedruckt, darunter alle Außen- und Innenwände. Der Rest des Gebäudes wurde auf traditionelle Weise errichtet. Dies war das erste Mal, dass das gemeinnützige Unternehmen 3D-Druck einsetzte – ein Verfahren, das enormes Potenzial für den Bau erschwinglichen Wohnraums besitzt.

„Das ist wirklich eine unglaublich große Chance für uns“, sagt Jason Barlow, Geschäftsführer bei Habitat for Humanity Central Arizona. „Wegen der problematischen Wohnsituation in Arizona müssen wir unbedingt Lösungen für erschwinglichere Wohnungen und Häuser finden. Es würde die Lage entscheidend verbessern, wenn wir ordentliche, erschwingliche und energieeffizientere Häuser zu geringeren Kosten, in kürzerer Zeit und mit weniger Abfall bauen könnten. Das wäre ein positives Signal für unser Klientel.“

Ein neuer Arbeitsablauf vom Entwurf zum 3D-Druck

Mark Candelaria, Direktor bei Candelaria Design Associates, ist Vorstandsmitglied von Habitat und hat seine Expertise dem Projekt zur Verfügung gestellt. Der Projektmanager von Candelaria, Damon Wake, überarbeitete einen bereits vorhandenen Bauplan für ein mit Autocad entworfenes Holzrahmenhaus. Die Datei wurde von Autocad als Step-Datei exportiert, um sie in Autodesk Fusion 360 weiter zu bearbeiten.

„Man muss 99 Prozent der Informationen in den Architekturplänen löschen, um eine Datei zu erstellen, die dem Beton-Druckkopf die Informationen liefert, wo der Beton hin soll“, erklärt Wake. „Wir haben in der Datei eine durchgehende Polylinie erstellt. Die Datei wurde dann in Fusion 360 importiert. Aus der Linie wurde dann ein Flächenmodell mit Ausschnitten für Fenster und Türen erstellt, an denen der Druckkopf unterbricht und dann ein Stück weiter mit dem Druck fortfährt.“

Jedes Segment eine Schicht aus dem 3D-Drucker

Im Anschluss daran bearbeitete Samuel Hager, Konstrukteur bei Peri 3D Construction, das Modell in Fusion 360, indem er es in horizontale Schichten schnitt, für die Fertigung aufbereitete und für den Cobod-BOD-2-Drucker optimierte.

„Dieser Betondrucker ist sozusagen eine sehr große Version eines 3D-Druckers. Anstatt geschmolzenem Kunststoff verwenden wir nassen Beton und bauen ihn schichtweise auf“, erklärt Hager.

Jedes der horizontal geschnittenen Segmente in Fusion 360 ist eine Schicht für den Druck des Betons. Der Drucker folgt einem genauen Weg, auf dem er Beton deponieren muss. Dabei ist es wichtig Fusion 360 zu nutzen, da der Drucker nur mit bestimmten Dateitypen arbeiten kann, die über Fusion 360 exportiert werden können.

Vorteile und Möglichkeiten des 3D-Drucks für den Hausbau

Die Fertigung des Betonfundaments und der Wände mithilfe von 3D-Druck für das Projekt von Habitat for Humanity hat insgesamt 42 Stunden gedauert. Danach wurde der Rest des Hauses – zum Beispiel Dach und Innenausbau – mit traditionellen Verfahren bis Februar 2022 fertiggestellt.

Das Projekt hat gezeigt, wie der Rohbau eines Hauses mit weniger Zeitaufwand und weniger Ressourcen erstellt werden kann. Gleichzeitig konnte der Einsatz von freiwilligen Helfern optimiert werden. Peri 3D Construction geht davon aus, dass ein Standardhaus im 3D-Druck-Verfahren innerhalb von einer Woche erstellt werden kann – sofern ein Drucker vor Ort verfügbar ist.

„Das Gute ist: Man benötigt nur zwei geschulte Bediener und vielleicht noch einen Helfer am Bau, der nicht unbedingt viel über 3D-Druck wissen muss“, erklärt Hager. „Mit nur drei Personen kann also der gesamte Rohbau ausgeführt werden.“

„Es wäre wirklich bahnbrechend für den Wohnungsbau, wenn sich die Kosten und der Zeitaufwand wirklich so stark reduzieren lassen können“, so Barlow. „Und es wäre noch kosteneffizienter, wenn wir fünf oder mehr zweistöckige Reihenhäuser gleichzeitig drucken können.“

Fusion 360 als wichtiger Teil für den 3D-Druck-Prozess

Dank dieser frühen Erfolge des 3D-Drucks von Häusern und Strukturen spricht sich das Konzept zunehmend herum, wobei für Hager die CAD-Software Fusion 360 ein besonders wertvoller und wichtiger Teil des Prozesses darstellt. Mit Fusion 360 kann jeder beim 3D-Druck klein anfangen und sich ein Bild von diesem Fertigungsverfahren machen.

„Dank der verfügbaren Schulungsunterlagen kann man sich sehr schnell in Fusion 360 einarbeiten“, erklärt Hager. „Heutzutage sollte sich jeder mit dem Konzept des 3D-Drucks vertraut machen. Besorgen Sie sich einen Drucker für 200 Euro, laden Sie eine kostenlose Lizenz von Fusion 360 herunter und erstellen Sie Ihr erstes Bauteil mit dem 3D-Drucker. Das ist die ideale Einführung in dieses Fertigungsverfahren. So können Sie schnell verstehen, wie es funktioniert.“

Mehr über dieses Projekt erfahren Sie auf Redshift.

Sind Sie bereit, den 3D-Druck mit Autodesk Fusion 360 selbst zu probieren?

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