3-D-Druck mit Beton: Sachstand, Entwicklungstendenzen, Herausforderungen

Die Entwicklung digitaler Betondruckverfahren zur Herstellung von Betonbauteilen direkt auf der Baustelle oder im Fertigteilwerk ist ein entscheidender Schritt auf dem Weg zur Einführung des Industrie-4.0-Konzepts in das Bauwesen, nämlich von der bereits existierenden digitalen Bauplanung (CAD, BIM) bis hin zur digitalen Fertigung. Das technologische und wirtschaftliche Potenzial des digitalen Betonbaus wurde inzwischen von vielen am Bau Beteiligten und Forschern erkannt; der Umfang von Innovationsaktivitäten auf diesem Gebiet steigt von Monat zu Monat. Der Beitrag gibt einen Überblick über diese Entwicklungen und bewertet sie kritisch. Nach der Vorstellung alternativer Ansätze der digitalen Fertigung befassen sich die Autoren näher mit den auf der Extrusion basierenden Verfahren. Für den 3-D-Druck mit Beton sind diese Verfahren derzeit am häufigsten verwendet und weisen auch das größte Potenzial im Hinblick auf die Überführung der neuen Technologie in die Baupraxis auf. Dabei stehen jedoch zahlreiche Herausforderungen bezüglich Materialentwicklung und -prüfung, Bemessung, Maschinentechnik und vieles mehr an. Auf diese Herausforderungen wird im vorliegenden Aufsatz ebenfalls eingegangen und es werden mögliche Lösungsansätze skizziert.

3D printing with concrete: state-of-the art, trends, challenges
The development of digital construction processes for the production of concrete components directly on the construction site or in the prefabrication plant is a decisive step towards the introduction of the Industry 4.0 concept into the construction industry, namely from the existing digital construction planning (CAD, BIM) for digital production. The technological and economic potentials of the digital concrete construction have now been recognized by many practitioners and researchers; the extent of innovation activities in this field is increasing from month to month. The article at hand gives an overview of these developments and evaluates them critically. Following the introduction of alternative approaches to digital construction, the authors focus on the techniques based on extrusion. For 3D printing with concrete, these techniques are currently used most often, and they also have the greatest potential in terms of the transfer of the new technology into construction practice. However, on the way there are numerous challenges regarding material development and testing, structural design, machine development and many more. These challenges are addressed in the present essay and possible solutions are outlined.