3D gedruckte Modelle für die Architektur und Bauplanung

Um sich ein möglichst realistisches Bild für ein geplantes Bauprojekt zu machen, hat sich der Modellbau für Architekten zu einem unverzichtbaren Instrument entwickelt. Architekturmodelle übersetzen dabei nicht nur einen digitalen Entwurf in ein greifbares Objekt für Präsentationszwecke, sondern dient Architekten auch zur Weiterentwicklung und Planung von Projekten. Dabei gilt: je realistischer ein Modell, desto besser. Dank des 3D-Drucks ist es heute möglich, solche Modelle unabhängig ihrer Komplexität mit höchstem Detailreichtum und in kürzester Zeit zu fertigen.

Kunststoff Architekturmodelle aus dem 3D-Drucker

Ein Beispiel, bei dem ein 3D-Modell für eine Architekturpräsentation zum Einsatz kam, war ein Hilfsprojekt aus Agbenoxoe in Ghana, an dem unter anderem der Münchner Architekt Wieland Schmidt beteiligt war. 2015 wurde das Community Centrum des Dorfes mit rund 2000 Einwohner bei einem Tropensturm zerstört. Kurz darauf wurde von der Hochschule für Technik in Stuttgart ein Hilfsprojekt gestartet, um ein neues Sozialzentrum für die Bewohner zu errichten.

In der Planungsphase tauschte sich der Architekt Wieland Schmidt immer wieder mit den Bewohnern aus, um einen finalen Entwurf für das Projekt zu definieren. Zur Präsentation des Entwurfes druckte die voxeljet ein reinweißes Modell aus dem Kunststoff PMMA auf einer VX1000. Auf basis des computergenerieten CAD-Modells, druckte voxeljet ein 840 x 840 x 225 mm großes Modell. Zum Einsatz kam dieses nicht nur, um den Bewohner von Agbenoxoe ein möglichst detailreiches Bild des neuen Gebäudes zu vermitteln, sondern auch um Gelder für das spendengetragene Hilfsprojekt zu sammeln.

Die voxeljet 3D-Drucksysteme arbeiten dabei nach dem Binder-Jetting Verfahren, bei dem mikrometer dünne Schichten von Pulvermaterial (in diesem Fall der Kunststoff PMMA) selektiv mit einem Druckkopf verklebt werden. Diese Fertigungstechnologie zeichnet sich inbesondere durch die hohe Geschwindigkeit des Druckprozesses aus. Der PMMA-Kunststoff sorgt sowohl für eine hohe Auflösung, als auch für ein Reichtum an Details ganz unabhängig davon, wie komplex der Entwurf sein mag. Diese Faktoren machen den 3D-Druck für Architekten und Designstudios äußerst attraktiv.

Das Architekturmodell ist in perfekter voxeljet Qualität detailreich und präzise gedruckt. Auch die mechanische Stabilität der 3D-Drucke ist ausgezeichnet, so hat das Modell die lange Reise von Augsburg nach Ghana unbeschadet überstanden. Die Präsentation dort war ein voller Erfolg.

Wieland Schmidt, Architekt

3D gedrucktes Europa Parlament

Auch der polnische Akademiker und Künstler Dr. Tomasz Matusewicz, machte sich den 3D-Druck für die Visualisierung einer seiner Arbeiten zunutze. Mit seinem Projekt EUROPE greift der Künstler das in seinen Arbeiten immer wiederkehrende Thema Identität auf. Mit diesem Kunstobjekt soll ein symbolischer Ort virtuell im Internet entstehen, der die Europäer unabhängig ihrer Multinationalität vereint.

Durch die Möglichkeiten des 3D-Druckes konnte das Projekt zumindest im Modellmaßstab konkret Gestalt annehmen. Das von einem industriellen 3D-Drucker VX1000 generierte Kunststoffmodell zeigt EUROPE genauso wie es der Künstler erschaffen hat. Dabei wartet das Modell mit großem Detailreichtum und hoher Präzision auf. Anhand des Binder Jetting 3D-Druckes konnte sich Dr. Matusewicz von der räumlichen Darstellung und den gelungenen Proportionen seines Werkes überzeugen. Außerdem eignet sich das Kunststoffmodell hervorragend für Präsentationszwecke.

Die Technologie des dreidimensionalen Druckens lässt bestimmte Projekte, die bis dato nur sehr aufwändig oder gar nicht umzusetzen waren, Realität werden. Dadurch entstehen neue Freiheiten für Architekten und Künstler, aber auch für die vielen Studenten an Hochschulen und Universitäten.

Dr. Tomasz Matusewicz, Künstler

Ob Kunststoff oder Bronze – 3D-Druck bietet das richtige Material für Architekturmodelle

Doch es muss sich nicht immer nur um ein einzelnes Bauprojekt handeln. Auch für Landschafts- oder Stadtmodelle bietet der 3D-Druck eine geeignete Lösung. Ein Beispiel für diesen Anwendungszweck stellt das Modell für die Stadt Aichach dar. Im Rahmen der bayrischen Landesausstellung 2020 ging es in den Städten Aichach und Friedberg rund um das Thema „Stadt befreit“. Kern der Ausstellung war die historische Darstellung der Entwicklung der Wittelsbacher Gründerstädte.

Ein Teil der Ausstellung ist ein in Bronze gegossenes Stadtmodell der Stadt Aichach im Jahr 1914. Die Grundlage für das gegossene Stadtrelief stellt ein in Kunststoff 3D-gedrucktes Modell, welches anschließend mittels des traditionellen Feingusses in ein Bronzemodell gewandelt wurde.

Verantwortlich für die Erstellung des 3D-Modells war der Modellbauer Michael Leibl aus Berg in Bayern. Die Grundlage des Modells stellten in diesem Fall digitale Unterlagen des bayrischen Amtes für Vermessung und Digitalisierung dar, die Auskunft über die Topologie und das Gebäudevolumen der Stadt Aichach um 1914 lieferten. Diese Daten galt es auch mithilfe diverser historischer Unterlagen, Stadtpläne und Fotoaufnahmen in ein detailreiches 3D-Modell zu übersetzen.

Eine große Herausforderung für den Modellbauer Michael Leibl stellte die Gratwanderung aus Historie und Innovation dar. Zum einen musste das Modell im Maßstab 1:600 die Anforderungen für den 3D-Druck und den Bronzeguss, wie zum Beispiel Mindestwandstärken, erfüllen und zum anderen die Vielzahl an Details für die Betrachter leicht erkennbar und lesbar machen. Nach erfolgreicher Datenerstellung wurde das Modell in mehreren Einzelteilen bei der voxeljet AG in Friedberg gedruckt und anschließend von der Kunstgießerei GUGG in Straubing, Bayern vergossen.