Holzhäuser aus dem 3D-Drucker: Fiktion oder Wirklichkeit?

Häuser aus Beton sind inzwischen üblich. Doch können auch Holzhäuser aus einem 3D-Drucker stammen? Eine amerikanische Universität liefert die Antwort.

Sind Holzhäuser aus dem 3D-Drucker die Antwort auf die Notwendigkeit, schnell und preiswert neuen Wohnraum zu schaffen, der noch dazu umwelt- und klimafreundlich ist? Es klingt wie eine ferne Utopie, ist aber technisch bereits möglich. Das beweist ein voll funktionsfähiger Prototyp, der in den USA in einem Forschungszentrum der University of Maine erfolgreich in Betrieb genommen wurde. Er stellt Häuser aus einem biologischen Materialmix her, dessen Entsorgung später unproblematisch in Biomassekraftwerken möglich ist.

Wie werden Holzhäuser aus dem 3D-Drucker möglich gemacht?

Verantwortlich für die neue Technologie sind die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Advanced Structures & Composites Center (kurz ASCC) der Universität Maine, die unter der Leitung von Doktor Habib Dagher arbeiten. Sie betreiben den aktuell größten 3D-Polymer-Drucker der Welt. Er kann Teile drucken, die bis zu 96 Fuß (29,26 Meter) lang und 32 Fuß (9,75 Meter) breit sind. Der maximale Druckbereich weist eine Höhe von rund 5,49 Metern auf.

An der Universität wurde daran geforscht, auch Biomaterialien durch die Düsen des Druckers zu schicken. Mit ihren Bemühungen hatten sie Erfolg, denn der Drucker kann nach einigen Anpassungen nun auch Cellulose-Nanofasern verarbeiten. Die enorme Größe macht es mittlerweile möglich, komplexe Bauteile für Häuser nach dem Vorbild der Fertigteilhäuser zu produzieren. Dabei kann der 3D-Drucker für Holzhäuser bis zu 225 Kilogramm Material pro Stunde verarbeiten. Das momentane Ziel der Wissenschaftler besteht darin, die Druckkapazität zeitnah zu verdoppeln und die Herstellung der Bauteile damit preiswerter zu machen.

Die Holzhäuser des ASCC sind in mehrerlei Hinsicht nachhaltig

Die Cellulose-Nanopartikel, die der 3D-Drucker für Holzhäuser verwendet, entstehen in einer hauseigenen Granulierungsanlage. An der optimalen Zusammensetzung wird schon seit längerer Zeit geforscht. Sie hat große Ähnlichkeiten mit den bereits etablierten Holzfaserdämmstoffen, die auch in Europa bereits seit rund drei Jahrzehnten zum Einsatz kommen. Sie wurden in den USA größtenteils importiert und waren deshalb sehr teuer. Nun entsteht langsam eine landeseigene Produktion, bei der durch die Möglichkeit des 3D-Drucks für Wohnhäuser aus Nanopartikeln ein erhebliches Wachstum zu erwarten ist.

Am Standort des Forschungsinstitutes bei der University of Maine entsteht eine Win-Win-Situation, weil die Region einen Schwerpunkt der amerikanischen Forstwirtschaft darstellt. Das heißt, hier könnte eine neue Branche Fuß fassen, die einen wichtigen Beitrag dazu leisten kann, das derzeit in den USA brisante Problem der Obdachlosigkeit zu beheben oder zumindest in großen Teilen zu lindern. Ein weiterer Pluspunkt ist die Tatsache, dass die Granulierungsanlage perspektivisch auch Holzreste verwenden soll, die ohnehin in Sägewerken, der Bauindustrie sowie bei der Möbelproduktion anfallen.

Quelle: ASCC an der University of Maine

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