ABB-Sechsachsroboter unterstützt Gebäudebau im 3D-Druckverfahren
Die neue Zentrale des Deutschen-Roten-Kreuz-Kreisverbands Warendorf Beckum soll ein Leuchtturmprojekt für den 3D-Druck von Gebäuden sein. Heimlicher Star auf der Baustelle war der ABB-Sechsachsroboter vom Typ IRB 6700, der das Baumaterial präzise und effizient Druckschicht für Druckschickt aufgetragen hat
Teile der Fassade der DRK-Zentrale in Neubeckum wurden mit 3D-Druck und der Robotertechnologie von ABB gefertigt. (Bild: Guido Leifhelm)
Der DRK-Kreisverband Warendorf Beckum hat mit seinen 8.500 Mitgliedern in den vergangenen Jahren immer mehr Aufgaben übernommen, etwa die Trägerschaft einer Kindertagesstätte und offenen Ganztagsschule. Durch den höheren Personalbedarf stieß das bisherige Bürogebäude an seine Kapazitätsgrenzen. Ein Neubau soll die verfügbare Fläche von 450 auf rund 1000 m2 mehr als verdoppeln. Zudem wurde er als Leuchtturmprojekt im Rahmen des Programms Digitalisierung der Bauwirtschaft und Innovatives Bauen vom Land Nordrhein-Westfalen gefördert.
Das Baukonzept sah dafür den Einsatz leichter und nachhaltiger Materialien vor, wie Geo-Polymer-Zement, Holz-Zement-Stein, Schaum-Zement für die Isolierung sowie eine Carbon-Decke. Um das Gebäude möglichst energieautark zu gestalten, soll es mit Photovoltaik-Anlagen und Energiespeichersystemen ausgestattet werden. Besonders innovativ war die Erstellung weiter Teile der Fassade und Wände: 150 m2 Innenwände und 130 m2 Außenfassade wurden mithilfe des 3D-Druckverfahrens gefertigt.
Mittels 3D-Druck lassen sich die einzelnen Elemente weitgehend automatisiert errichten, die Form und Ausrichtung der Wände ist flexibel definierbar. Ein digital erstelltes Modell der Komponenten wird an den Drucker übertragen und vor Ort an der Baustelle umgesetzt. Um das Baumaterial schnell und effizient aufzutragen, kam ein sechsachsiger Knickarmroboter des Typs IRB 6700 von ABB zum Einsatz. Die auf ihm montierte Spritzdüse gab den Baustoff gleichmäßig und mit hoher Geschwindigkeit ab. Der Roboter wurde auf einer Schiene und einer höhenverstellbaren Bühne installiert, sodass sich auch größere Abschnitte in einem einzigen Zyklus drucken ließen. Insgesamt wurden rund 90 t Material verbraucht, die Druckzeit betrug etwa 100 Stunden.
Da die Komponenten vor Ort und unter wechselnden Wetterbedingungen gedruckt werden konnten, verkürzte sich die Bauzeit um den Faktor vier, verglichen mit konventionellen Methoden. Als Baustoffe für den 3D-Druck kamen recycelter Bauschutt und andere ressourcenschonende Materialien zum Einsatz – eine Rezeptur des Herstellers Sika. „Die neue Technologie stellt auch neue Anforderungen an den altbekannten Baustoffbeton. Von entscheidender Bedeutung in ist ein hohes Maß an Erfahrung und Know-how der beteiligten Unternehmen“, sagt Detlef Weißenborn, Präsident und Vorstand des DRK-Kreisverbands Warendorf Beckum.
Kreativer Kopf des Bauprojekts war der Beckumer Unternehmer Georgios Staikos, der als Pionier des 3D-Drucks von Gebäuden gilt. „Für die Zukunft planen wir, den 3D-Druck von Gebäuden durch die Weiterentwicklung der Technologie und die Vereinfachung von Genehmigungsverfahren weiter voranzutreiben. Dabei fungiert der ABB-Roboter als optimale Plattform für unseren Großformat-Polymerdrucker, der, verglichen mit einem fest installierten Portaldrucker, wesentlich mehr Flexibilität bei der additiven Fertigung von Innenwänden und Fassaden bietet“, so der Inhaber von Staikos 3D und Gesellschafter des Innovationszentrum Westfalen.
