3D-gedruckte Säule aus naturfaserverstärktem Biokunststoff

Die Säule ist Teil der Ausstellung „Materials as a Design Tool“. Die dort ausgestellten Projekte zeigen die Anwendungsmöglichkeiten von Biomaterialien, beispielsweise für den Bausektor. Der Säulendemonstrator ist aus nachhaltigen Materialien gefertigt und recyclingfähig. Damit erfüllt er das Ziel der Schaffung einer Kreislaufwirtschaft für Materialien, die in der Architektur eingesetzt werden und die im Einklang mit den Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen stehen.

„Mit unserem Demonstrator zeigen wir, dass es möglich ist, im 3D-Druckverfahren materialeffizient groß angelegte Bauteile auf Basis nachwachsender Rohstoffe anzufertigen“, sagt Dr. Arne Schirp, Projektleiter am Fraunhofer WKI.

Die Säule ist gemeinsam mit Projektpartnern unter Leitung des Instituts für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (ITKE) der Universität Stuttgart im Projekt „3DNaturDruck“ entstanden. Im Fokus des interdisziplinären Forschungsprojekts steht die architektonische Anwendung von 3D-gedruckten Materialien mit Biopolymeren und Naturfasern. Die Bereiche Architekturdesign, Ingenieurwesen und digitale Fertigung sollen verbunden werden, damit ein neuer Materialisierungsprozess entsteht.

Großformatiger 3D-Druck spielt in der Bauindustrie eine zunehmende Rolle. Insbesondere komplexe und individuelle Bauteile lassen sich durch das additive Fertigungsverfahren material- und kostensparend herstellen, frei gestalten und bei Verwendung thermoplastischer Basismaterialien hervorragend recyceln. Auch völlig neue, hocheffiziente Bauelemente werden dadurch denk- und machbar.

Im Projekt konzentrieren sich die Forschenden auf das extrusionsbasierte 3D-Druckverfahren „Fused Deposition Modeling (FDM)“ mit Kurz- und Endlosfaserfilamenten auf Naturfaserbasis. Die Anwendung dieser Technologie in der Architektur zielt auf zwei verschiedene Einsatzzwecke:

• die vereinfachte Herstellung etablierter Bauteile wie Fassadenelemente, freigeformte Möbel oder Trennwände
• die Entwicklung von neuartigen, hocheffizienten Bauteilen für völlig neuartige architektonische Bauteile wie beispielsweise tragende Deckenelemente

Die wesentliche Aufgabe des Fraunhofer WKI besteht darin, die biobasierten Compounds und Filamente für die Fertigung von Bauteilen für den Innenausbau im FDM-Verfahren zu entwickeln.

Das Projekt „3DNaturDruck“ läuft noch bis Mitte 2024. „Für den Demonstrator auf der Biennale haben wir kurzfaserverstärkte Filamente verwendet. Im weiteren Projektverlauf arbeiten wir an der Entwicklung von Endlosfaserfilamenten und planen hiermit ebenfalls einen Demonstrator zu drucken“, sagt Dr. Schirp.

Das Projekt „3DNaturDruck“ wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert. Das Projekt ist in der Förderdatenbank der FNR gelistet (Förderkennzeichen 2220NR295B).

Die Ausstellung läuft vom 20. Mai bis zum 26. November 2023, der Eintritt ist frei. Die Ausstellung befindet sich im Palazzo Mora im ersten Stock, Raum 2.
Adresse: Strada Nova, 3659, 30121 Venezia VE, Italien.

Weitere Informationen zum Ausstellungsort:
www.labiennale.org/en/noticeboard/402

Quelle: Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, Foto: ReportArch / Andrea Ferro Photography