Vietnamesischer Wissenschaftler verbessert Fleischwolf zu 3D-Drucker für den Hausbau.

Auf der Grundlage der Funktionsprinzipien von Fleischwölfen und Fischpastenextrudern hat das Forschungsteam von Associate Professor Dr. Tran Van Mien einen 3D-Drucker zur Extrusion von Beton für den Hausbau verbessert und weiterentwickelt.

Die Technologie wurde von Assoc. Prof. Dr. Tran Van Mien (Experte für Bauingenieurwesen) auf einem Workshop über Trends bei Anwendungen der 3D-Drucktechnologie vorgestellt, der vom Zentrum für wissenschaftliche und technologische Information und Statistik des Wissenschafts- und Technologieamtes von Ho-Chi-Minh-Stadt (CESTI) am 23. Mai organisiert wurde.

Herr Mien erklärte, dass die vom Team seit 2019 entwickelte 3D-Drucktechnologie auf dem Funktionsprinzip von Fischpasten-Extrusionsmaschinen und Fleischwölfen basiert, die von Händlern auf dem Markt verwendet werden. Diese Fleischwölfe arbeiten horizontal, während der 3D-Drucker vertikal arbeitet.

Auf diesem Prinzip aufbauend entwickelte die Gruppe von Varianten CNC-Maschinen, die entlang einer vertikalen Achse arbeiten, ähnlich dem Prinzip von 3D-Druckern. Die Maschine wird über einen Computer mithilfe einer Software gesteuert, mit der technische Parameter eingestellt und der Betrieb geregelt werden.

Der außerordentliche Professor Tran Van Mien steht neben dem 3D-gedruckten Haus, das er und seine Kollegen entworfen haben. Foto: Organisationskomitee. — Der außerordentliche Professor Tran Van Mien steht neben dem 3D-gedruckten Haus, das er und seine Kollegen entworfen haben. Foto: *Organisationskomitee.*

Die Betonmischung besteht aus PC50-Zement, Flusssand, Wasser, Wasserreduktionsmitteln, Flugasche, Silicastaub, PP-Fasern usw. Die Mischungsrezeptur wurde vielfach getestet, um Plastizität, gleichmäßige Größe ohne Verformungen oder Mängel sowie Tragfähigkeit zu gewährleisten.

Das 3D-Druck-Experimentteam fertigte zunächst Gegenstände wie Tische und Stühle an. Nach erfolgreichem Druckvorgang gelang es ihnen, ein Haus mit einer Breite von 5 Metern, einer Länge von 14 Metern und einer Fläche von 70 Quadratmetern zu drucken. Laut den Entwicklern wird die Grundstruktur des Hauses nach 68 Stunden ununterbrochenem Druckvorgang fertiggestellt sein. Anschließend werden die Haustür, die Fenster, das Dach und der Innenausbau fertiggestellt.

Professor Miền erklärte, dass die Betonmischung schichtweise gedruckt wird und eine poröse Struktur im Inneren aufweist. Dadurch sind die Wände sowohl tragfähig als auch wärmeisolierend und sorgen so für ein angenehmes Wohnklima. Die Häuser erfüllen die Anforderungen an Wasserdurchlässigkeit und Druckfestigkeit. „Die Risse in den Wänden entstehen hauptsächlich dadurch, dass Beton während des kontinuierlichen Druckvorgangs an der Oberfläche des Druckkopfes haftet und Verstopfungen verursacht. Daher sind beim 3D-Druck von Häusern Unterbrechungen für die Wartung der Ausrüstung und der Wände notwendig“, so Professor Miền.

Zukünftig plant das Team, auch größere Häuser im 3D-Druckverfahren herzustellen. Ein vietnamesischer Auswanderer bestellte kürzlich ein Haus mit Erdgeschoss und Obergeschoss. Laut dem Forschungsteam lassen sich 3D-gedruckte Häuser um ein Vielfaches schneller errichten als herkömmliche Bauweisen, die Arbeitskosten senken und einzigartige, auf individuellen Vorstellungen basierende Architekturentwürfe ermöglichen.

Laut Wissenschaftlern ist die 3D-Drucktechnologie in Vietnam noch recht neu, weshalb es derzeit keine technischen Standards gibt. Auch im Wohnungsbau fehlen technische Standards hinsichtlich Materialien, Bauverfahren oder Abnahmeprüfungen für 3D-gedruckte Projekte.

Weltweit wird die 3D-Drucktechnologie seit über zehn Jahren intensiv erforscht und angewendet. Laut der weltweiten Patentdatenbank tauchte die 3D-Drucktechnologie erstmals 1986 in den USA auf und wurde dort patentiert. Seit 2010 hat sich diese Technologie rasant weiterentwickelt. Die beiden führenden Länder hinsichtlich der Anzahl an Patentanmeldungen sind China (über 46.000 Patente) und die USA (über 5.300 Patente). Davon entfallen 38 % auf die additive Fertigung mittels Elektronenstrahlen, wobei der Maschinenbau mit 26 % die am häufigsten angewandte Branche ist.

Laut Daten von WIPO Publish (Amt für geistiges Eigentum) gab es in Vietnam bis Ende 2022 landesweit 61 Patentanmeldungen im Bereich 3D-Druck. Davon wurden lediglich neun von vietnamesischen Anmeldern eingereicht, darunter zwei erteilte Patente, sechs in Prüfung befindliche und eines abgelehnte. Vietnamesische Erfindungen betreffen hauptsächlich 3D-Druckmaterialien, -geräte und zugehörige Komponenten.

Ha An

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