Zementfreie Schäume für den 3D / 4D Druck

©HeidelbergCement AG/Michael Rasche

Zementfreie Schäume für den 3D / 4D Druck

Die Fachpresse und Baustoffindustrie feiert die Errichtung des ersten Wohnhauses in Deutschland im 3D Druckverfahren. Dabei gibt es die 3D-Drucktechnologie nun schon seit fast 30 Jahren und neue Technologien klopfen längst an die Tür.

3D-Druck ist ein additives Herstellungsverfahren, bei dem aufbauend Material hinzugefügt wird und somit Schicht für Schicht 3-dimensionale Objekte entstehen. Neu dagegen ist der 4D-Druck, bei dem nicht nur Objekte in 3 Dimensionen erzeugt werden, sondern sich anschließend noch verändern können. Durch bauphysikalische Einflüsse kommt es häufig zu Beanspruchungen von Bauteilen wie z. B. Dehnung bei Erwärmung oder Schwinden bei Abkühlung, die zu Schäden führen können.

Bei der 4D-Drucktechnologie nutzt man diese Effekte, damit sich bei einem 3D-gedruckten Objekt unter dem Einfluss von sensorischen Auslösern wie z. B. externer Energiezufuhr durch Sonneneinstrahlung oder bei Kontakt mit Wasser oder durch Vibrationen oder Schall die Struktur verwandeln kann. Gegenüber dem Status quo kombiniert der 4D Druck Technologie und Design und ermöglicht intelligente Baustoffe, die sich anpassen oder reparieren können. Somit eröffnen sich ungeahnte Möglichkeiten, um programmierbare Materialtechnologien zu erfinden. Gegenüber dem 3D Druck kommt die Zeit als vierte Dimension und steht für die Fähigkeit, die Form mit der Zeit zu verändern. Wie keine andere Technologie im Bauwesen verbindet der 4D-Druck Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, Chemie und Bioengineering mit Informatik und Ingenieurwissenschaften.

Eingesetzt werden hierfür „intelligente Baustoffe“ auf Basis spezieller Hydrogele oder Polymere. Aufgrund ihrer thermomechanischen sowie weiterer Materialeigenschaften erhalten intelligente Baustoffe die Eigenschaft der Formveränderung.

Übliche 3D-Druckmaterialien sind heute noch zementbasiert und verkörpern aufgrund der hohen CO2-Emissionen, die bei der Herstellung von Zement erzeugt werden, eine alte Technologie, die nicht zukunftsorientiert ist. Die Herausforderung besteht darin, zementfreie Schäume mit hoher Festigkeit und gleichzeitig hoher Porosität zu entwickeln, um neben der Tragfähigkeit auch die Wärmedämmung, Schallschutz und Brandschutz sicherzustellen.

Sie wollen mehr über intelligente Baustoffe und ihren Einsatz im 3D-/4D-Druck erfahren? Dann rufen Sie an unter 07451/ 6163081 oder schreiben Sie uns unter info@e-nnovalytics.de.