Kann 3D

Jul 23, 2023

Häuser, die jetzt aus einem staubigen Wohngebiet in Desert Hot Springs entstehen, könnten beim künftigen Wohnungsbau eine Vorreiterrolle spielen.

Im Gegensatz zu den Dutzenden Häusern, die diese Siedlung mit 20 Häusern im Osten der Stadt umgeben, bestehen diese Häuser nicht aus Holz und Stuck.

Sie werden in einer mexikanischen Fabrik „3D-gedruckt“, wobei ein riesiger Roboterarm verwendet wird, um recyceltes Glas zu stabilen Wandpaneelen zu schichten, die wie Legosteine ​​auf der Baustelle zusammengebaut werden.

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Befürworter sagen, dass Häuser durch den 3D-Druck schneller und möglicherweise kostengünstiger hergestellt werden können als durch herkömmliche Bauweisen. Da sie recycelte Materialien verwenden können, sind sie umweltfreundlicher und erzeugen weniger Abfall.

Der Prozess könnte laut 3D-Entwicklern eine Lösung für die Immobilienkrise sein.

„In 10 Jahren werden wir auf keinen Fall so bauen können wie heute“, sagt Chris Murphy, Chief Strategy Officer von Mighty Buildings mit Sitz in Oakland, das die Häuser für den Desert Hot Springs-Entwickler Palari Group of Beverly baut Hügel.

„Selbst wenn wir keinen massiven Mangel auf der Angebotsseite hätten, was der Fall ist, haben wir nicht die Arbeitskräfte, um mit dem Bau fortzufahren, wie wir es heute gerne hätten, und wir haben eine Umweltkrise.“

Der Bau mit 3D-Druckern war eine von mehreren Wohnungsinnovationen, die letzten Monat auf der Pacific Coast Builders Conference in Anaheim gezeigt wurden.

Andere auf der von der Building Industry Association gesponserten Messe diskutierten modulare und „Panelisierungs“-Techniken, bei denen Fabriken anstelle von Tischlern vor Ort mit Hämmern und Nagelpistolen eingesetzt werden. Ein anderer Bauträger pries sein hochverdichtetes Einfamilienhausprojekt in Ontario als Möglichkeit an, Einfamilienhäuser zu günstigeren Preisen anzubieten.

Da die Preise in die Höhe schießen und Bauherren nur einen Bruchteil des benötigten Wohnraums produzieren können, seien neue Techniken erforderlich, um den Prozess zu beschleunigen, sagten Konferenzredner.

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„Wenn man sich anschaut, wie wir Dinge angehen, verwenden wir immer noch das Wählscheibentelefon“ in der Wohnungsbaubranche, sagte Rob Corbin, Vice President of Operations bei Trumark Homes mit Sitz in Newport Beach.

Wie Mighty Homes stellt Trumark für den Wohnungsbau auf fabrikgefertigte Wandpaneele um, allerdings mit Holz statt mit 3D-Druckern.

„Wir bauen (unsere Wände) in einer kontrollierten Umgebung auf“, sagte er.

Wohnungsexperten gehen jedoch davon aus, dass der 3D-Druck bei dieser Modernisierung eine zunehmende Rolle spielen wird.

Bis heute sei der Prozess nur „ein Tropfen im Tropfen im Tropfen im Eimer“, sagte Murphy.

Aber er sagte: „Der 3D-Druck stellt eine grundlegend bahnbrechende Technologie dar, die Fuß fasst und an Bedeutung gewinnt.“

Azure Printed Homes baut in seinem Werk in Culver City Wohnmodule mit einer Größe von 10 x 18 Fuß und transportiert sie dann per LKW zum Wohnbaustandort. Module können miteinander gekoppelt werden, um Häuser mit einer Größe von bis zu 900 Quadratmetern zu schaffen.

Das Startup hat bisher nur 10 Häuser gebaut, behauptet aber, 27 Millionen US-Dollar an Aufträgen von Kunden aus 20 Bundesstaaten zu haben. Dazu gehören „Build-for-Rent“-Entwickler und „Glamping“-Camp-Resorts.

Gene Eidelman, Mitbegründer von Azure Printed Homes, präsentiert seine Produkte am Montag, 22. Mai 2023, in Culver City. (Foto von Axel Koester, beitragender Fotograf)

Azure Printed Homes, hergestellt mit einem 3D-Drucker in Culver City, warten auf den Versand am Montag, 22. Mai 2023. (Foto von Axel Koester, beitragender Fotograf)

Gene Eidelman, Mitbegründer von Azure Printed Homes, präsentiert am Montag, den 22. Mai 2023, in seiner Fabrik in Culver City ein 180 Quadratmeter großes Modell mit Küchenzeile, Bad und Dusche. (Foto von Axel Koester, Mitwirkender Fotograf)

Gene Eidelman, Mitbegründer von Azure Printed Homes, präsentiert am Montag, den 22. Mai 2023, in seiner Fabrik in Culver City ein 180 Quadratmeter großes Modell mit Küchenzeile, Bad und Dusche. (Foto von Axel Koester, Mitwirkender Fotograf)

Azure Printed Homes verwendet einen 3D-Drucker, um am Montag, den 22. Mai 2023, in seiner Fabrik in Culver City kleine Häuser zu bauen. (Foto von Axel Koester, beitragender Fotograf)

Azure Printed Homes verwendet einen 3D-Drucker, um am Montag, den 22. Mai 2023, in seiner Fabrik in Culver City kleine Häuser zu bauen. (Foto von Axel Koester, beitragender Fotograf)

Azure Printed Homes, hergestellt mit einem 3D-Drucker in Culver City, warten auf den Versand am Montag, 22. Mai 2023. (Foto von Axel Koester, beitragender Fotograf)

Azure Printed Homes verwendet einen 3D-Drucker, um am Montag, den 22. Mai 2023, in seiner Fabrik in Culver City kleine Häuser zu bauen. (Foto von Axel Koester, beitragender Fotograf)

Gene Eidelman, Mitbegründer von Azure Printed Homes, präsentiert am Montag, den 22. Mai 2023, in seiner Fabrik in Culver City ein 180 Quadratmeter großes Modell mit Küchenzeile, Bad und Dusche. (Foto von Axel Koester, Mitwirkender Fotograf)

Gene Eidelman, Mitbegründer von Azure Printed Homes, präsentiert seine Produkte am Montag, 22. Mai 2023, in Culver City. (Foto von Axel Koester, beitragender Fotograf)

Azure Printed Homes nutzt einen 3D-Drucker, um am Montag, den 22. Mai 2023, in seiner Fabrik in Culver City kleine Häuser zu bauen. (Foto von Axel Koester, beitragender Fotograf)

Azure Printed Homes, hergestellt mit einem 3D-Drucker in Culver City, warten auf den Versand am Montag, 22. Mai 2023. (Foto von Axel Koester, beitragender Fotograf)

Ein Detail einer Wand, hergestellt mit einem 3D-Drucker von Azure Printed Homes in Culver City am Montag, 22. Mai 2023. (Foto von Axel Koester, beitragender Fotograf)

Azure Printed Homes verwendet einen 3D-Drucker, um am Montag, den 22. Mai 2023, in seiner Fabrik in Culver City kleine Häuser zu bauen. (Foto von Axel Koester, beitragender Fotograf)

Azure Printed Homes, hergestellt mit einem 3D-Drucker in Culver City, warten auf den Versand am Montag, 22. Mai 2023. (Foto von Axel Koester, beitragender Fotograf)

Der Prozess von Azure verwendet recycelte Plastikflaschen, gemischt mit Glasfaser und Kohlefaser, sagte Firmenmitbegründer Gene Eidelman. Der Bau dauert fünf bis zehn Tage und der Aufbau auf einem fertigen Fundament weniger als einen Tag.

Die größeren Module werden für knapp 44.000 US-Dollar verkauft, oder 220.000 US-Dollar für ein 900 Quadratmeter großes Haus. Lieferung, Installation, Heizung und Klimaanlage sowie ein neues Fundament erhöhen diese Kosten um etwa 20–40 %, also insgesamt 264.000 bis 308.000 US-Dollar, ohne das Grundstück.

Laut Homelight.com liegen die Schätzungen für ein ähnlich großes Haus mit herkömmlichen Bautechniken zwischen 270.000 und 450.000 US-Dollar.

„Der Prozess ist viel schneller. … Es ist kostengünstiger“, sagte Eidelman. „Es besteht ein enormer Bedarf an bezahlbarem Wohnraum. Wenn Sie es sich vorstellen können, können Sie es in 3D drucken.“

Die meisten US-Häuser werden vor Ort gebaut, wobei in Bundesstaaten wie Kalifornien und Texas die Holzrahmenbauweise vorherrscht.

Weltweit sind 3D-gedruckte Häuser nichts Neues, und ein Hersteller sagte, China verwende die Technik seit einem Jahrzehnt.

Aber auch in den USA experimentieren Bauherren seit mehreren Jahren mit dem 3D-Druck.

Auf Long Island, Tallahassee, im Raum Dallas und in Detroit sind Häuser entstanden, die den 3D-Druck verwenden.

Während die meisten 3D-gedruckten Häuser klein sind – zwischen 120 und 1.200 Quadratfuß – ist in der Nähe von Austin die erste große Unterteilung unter Beteiligung eines großen Hausbauers im Gange.

Lennar, der zweitgrößte Hausbauer des Landes, und das Bautechnologieunternehmen ICON gaben im November bekannt, dass sie mit dem Bau des Wolf Ranch-Projekts mit 100 Häusern in Georgetown, Texas, begonnen haben. Der Verkaufsstart ist für den 10. Juni geplant.

Laut der Website des Hausbauers liegen die Anfangspreise für Häuser mit drei und vier Schlafzimmern zwischen 476.000 und 566.000 US-Dollar. Die Häuser werden zwischen 1.600 und 2.000 Quadratmeter groß sein.

„Lennar hat die Grenzen der technologischen Innovation immer erweitert, um hochwertige Häuser erschwinglich zu halten“, sagte Eric Feder, Präsident von LenX, Lennars Risikokapital- und Innovationseinheit, in einer Erklärung. „3D-Druck ist ein ungemein ermutigender Ansatz.“

Eidelman, Innovator aus Culver City, zitierte Berichte, denen zufolge der weltweite Markt für 3D-gedruckte Bauprodukte bis 2031 voraussichtlich 750,8 Milliarden US-Dollar erreichen wird.

„Im Moment ist der Markt klein“, sagte Dan Dunmoyer, Präsident und CEO der California Building Industry Association.

„Der Prozentsatz der durch 3D-Druck gebauten Häuser liegt immer noch im niedrigen Prozentbereich“, sagte Dunmoyer. „Der Markt lässt das noch nicht zu.“

„Ich denke, es hat eine Zukunft“, sagte Carole Galante, Gründerin und Beraterin des Terner Center for Housing Innovation der UC Berkeley und ehemalige Kommissarin der Federal Housing Administration unter Präsident Barack Obama. „Die Herausforderung für sie besteht darin, dass die anfängliche Infrastruktur für einen 3D-Drucker vor Ort teuer ist. Um kosteneffektiv zu sein, muss es sich also um eine große Unterteilung handeln.“

Der dreidimensionale Druck, der bis in die 1980er Jahre zurückreicht, nutzt computergenerierte Designs, um Objekte Schicht für Schicht zu erstellen. Eine Düse am Ende eines Roboterarms extrudiert Beton oder andere Materialien wie eine Softeismaschine.

Es gibt eine große Vielfalt an Techniken. Hausbauer nutzen für die Herstellung von Häusern sowohl 3D-Drucker vor Ort als auch in der Fabrik.

Ein Professor an der USC begann 2014 mit 3D-gedruckten Häusern zu experimentieren.

Während der Pandemie wurde die Methode zur Herstellung von Gegenständen wie Testtupfern, Schutzausrüstung und Atemschutzmaskenteilen eingesetzt. Die New York Times zitierte einen Bericht der 3D-Druckplattform Hubs, wonach der 3D-Druckmarkt im Jahr 2020 um 21 % gewachsen sei und sich bis 2025 voraussichtlich verdoppeln werde.

Ein Winsun 3D-Drucker auf einer Baustelle. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Winsun Technologies Inc.)

Yihe „Mark“ Ma, Gründer der in Shanghai ansässigen Winsun Technologies Inc., zeigt einen Tisch, der mit der 3D-Drucktechnik seines Unternehmens hergestellt wurde. Laut Unternehmensvertretern stellt Winsun seit 2012 3D-gedruckte Häuser und Gebäude her. (Foto von Jeff Collins, Orange County Register/SCNG)

Eine Nahaufnahme der Düse eines 3D-Druckers, der zur Herstellung von Häusern und Büros verwendet wird. Das in China ansässige Unternehmen Winsun Technologies Inc. mit einem Büro in Irvine gibt an, die Außenwände eines 2.000 Quadratmeter großen Hauses in einer Woche herstellen zu können. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Winsun Technologies Inc.)

Ein Büro, das von Winson Technologies Inc. mit einem 3D-Drucker gebaut wurde. Firmengründer Yihe „Mark“ Ma sagte, Häuser könnten mit 3D-Druckern 30 % günstiger gebaut werden. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Winsun Technologies Inc.)

Winsun Technologies Inc. gibt an, beim Bau dieser dreistöckigen, 10.000 Quadratmeter großen Villa in China einen 3D-Drucker eingesetzt zu haben. US-Bauunternehmen seien „so weit zurückgeblieben“, sagte Winsun-Beraterin Lily Zhou aus San Diego. „In China machen wir das schon lange.“ (Foto mit freundlicher Genehmigung von Winsun Technologies Inc.)

Das in China ansässige Unternehmen Winsun Technology Inc., das auf der Baumesse in Anaheim einen Stand hatte, stellt nach eigenen Angaben seit 2012 Häuser und Gebäude aus dem 3D-Drucker her.

Das Unternehmen nutzt einen 40 Fuß langen, auf einem Anhänger montierten 3D-Drucker, der recycelte Baumaterialien extrudiert, um direkt auf der Baustelle Betonwände mit Cordmuster zu bauen. Das Unternehmen habe mit dieser Technik eine 10.000 Quadratmeter große Villa in China fertiggestellt, sagte Winsun-Vorsitzender Yihe „Mark“ Ma.

Durch einen Dolmetscher behauptete Ma, dass seine Technik 30 % weniger kostet als herkömmliche Baumethoden. Und sie seien langlebig, sagte er.

„Es ist feuerbeständig, überschwemmungsbeständig, tornadobeständig, schimmelresistent und auch erdbebensicher“, sagte er.

Winsun könne die Außenwände eines 2.000 Quadratmeter großen Hauses in einer Woche bauen, sagte Ma.

„Das spart Arbeit, Material und Zeit“, sagte er. „Es ist sehr effizient.“

US-Bauunternehmen „liegen so weit zurück“, fügte Lily Zhou aus San Diego, eine Marketingberaterin von Winsun, hinzu. „In China machen wir das schon lange.“

Befürworter sagen, dass 3D-gedruckte Häuser auch vielversprechend für die Bereitstellung von Obdachlosenunterkünften, zusätzlichen Wohneinheiten und für den schnellen Wiederaufbau in Katastrophengebieten seien.

Eidelman, ursprünglich aus der Ukraine, hofft, die Technologie zum Wiederaufbau seines Heimatlandes nutzen zu können.

Einige örtliche Bauunternehmer, die an der Messe in Anaheim teilnahmen, sagten, sie wüssten nicht, dass es 3D-gedruckte Häuser gibt, erkennen aber deren Potenzial.

Harriet Rapista, Vizepräsidentin für Projektmanagement bei Comstock Homes mit Sitz in Long Beach, sagte, 3D-gedruckte Betonhäuser könnten eine Lösung für den Bau in Gebieten sein, die anfällig für Waldbrände sind.

„Es ist faszinierend. Ich interessiere mich sehr dafür“, sagte sie. „Bei unserem jüngsten Projekt war Feuer das große Problem.“

Der in Irvine ansässige Architekt John Dandelian sagte, dass sein Unternehmen zwar an der Technik interessiert sei, sie sich jedoch „zu diesem Zeitpunkt noch in den Kinderschuhen befinde“.

„Aber“, fügte er hinzu, „wir werden auf jeden Fall zusehen, wie es sich weiterentwickelt.“

Palari hat die ehrgeizigsten Pläne für 3D-gedruckte Häuser in Südkalifornien.

Zusätzlich zum Bau von 20 Häusern von Mighty Buildings in Desert Hot Springs beantragt das Unternehmen die Genehmigung für ein 3D-gedrucktes Projekt mit 29 Häusern in Rancho Mirage in der Nähe von Palm Springs. Der Spatenstich soll im kommenden Herbst erfolgen.

Von Mighty Buildings hergestellte Häuser werden in einem Projekt der Palari Group in Desert Hot Springs gebaut. 3D-Drucker in einer Fabrik in Mexiko fertigen die Wände, die vor Ort zum fertigen Haus zusammengebaut werden. (Foto mit freundlicher Genehmigung der Palari Group)

Der 3D-Drucker in der Fabrik von Mighty Buildings in Oakland. (Bild mit freundlicher Genehmigung von Mighty Buildings)

Eine auf einem großen Querträger montierte 3D-Druckdüse schichtet ein geschmolzenes Material, das hauptsächlich aus recyceltem Glas besteht, auf ein neues Wandpaneel in einer Fabrik von Mighty Buildings. (Bild mit freundlicher Genehmigung der Palari Group)

In der Mighty Buildings-Fabrik in Monterrey, Mexiko, werden Roboterarme zur Herstellung von Wandpaneelen eingesetzt. Anschließend werden die Wände zur Baustelle transportiert, wo das fertige Haus zusammengebaut wird. (Bild mit freundlicher Genehmigung der Palari Group)

Ein Kran senkt 3D-gedruckte Wandpaneele an ihren Platz, um ein neues, im Bau befindliches Haus in einem Desert Hot Springs-Projekt zu formen. (Bild mit freundlicher Genehmigung der Palari Group)

3D-gedruckte Wandpaneele werden zusammengebaut, um die Außenwände eines neuen Hauses in einer Siedlung in Desert Hot Springs zu bilden. (Bild mit freundlicher Genehmigung der Palari Group)

3D-gedruckte Häuser von Mighty Buildings werden in einem derzeit im Bau befindlichen 20-Häuser-Projekt in Desert Hot Springs zusammengebaut. Die Häuser auf 9.000 Quadratmeter großen Grundstücken mit Schwimmbädern und Spas werden für 995.000 US-Dollar verkauft, sagte Basil Star, CEO der Palari Group. (Foto mit freundlicher Genehmigung der Palari Group)

Jedes Rancho Mirage-Haus wird auf einem 10.000 Quadratmeter großen Grundstück stehen, mit einem Pool, einem Spa und einer Backyard-Accessoire-Wohneinheit (ADU), sagte Basil Star, CEO von Palari. Die Haupthäuser werden 2.400 Quadratmeter groß sein, zuzüglich der 800 Quadratmeter großen ADU.

Die Preise für solarbetriebene Netto-Null-Häuser beginnen bei 2,1 Millionen US-Dollar.

Die 1.200 Quadratmeter großen Häuser in Desert Hot Springs, an denen etwa ein Jahr lang gebaut wird, werden über 9.000 Quadratmeter große Grundstücke verfügen und außerdem über Pools und 700 Quadratmeter große ADUs verfügen. Die Preise beginnen bei 995.000 US-Dollar.

Alle Häuser werden über Pufferbatterien sowie Wasser- und Luftfiltersysteme verfügen. Letztendlich hat Palari laut seiner Website 200 3D-gedruckte Häuser in der Pipeline.

Murphy, der Geschäftsführer von Mighty Builders, sagte, 3D-gedruckte Häuser lösen eine Vielzahl von Problemen: den Arbeitskräftemangel, den Wohnungsmangel und die Klimakrise.

„Es gibt erheblichen Rückenwind, der uns dazu drängt, immer mehr Marktanteile zu gewinnen“, sagte Murphy.

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