Dübendorf ZH

29. Juni 2017 14:02; Akt: 29.06.2017 19:23 Print

Roboter und 3D-Drucker bauen dieses Haus

Roboter und 3D-Drucker produzieren bei einem neuen Haus Mauern, Geschossdecken und bauen Holzbauelemente zusammen - unter der Leitung der ETH.

Weltpremiere: Roboter bauen ein Haus in Zürich. (Video: Tamedia/SDA)
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Der «In situ Fabricator» arbeitet sich Schritt für Schritt einen vertikalen Stahlstab entlang nach oben. Der Roboter platziert einen Querstrebe, schneidet sie passend ab und verschweisst sie. So «webt» er ein Stahlgitter. Zwei davon, in wenigen Zentimetern voneinander entfernt, schwingen elegant durch den nur mit Plastikplanen und Gerüsten abgeschirmten Raum am NEST im Dübendorf, einer Plattform der Forschungsanstalten Empa und Eawag, auf der neue Bautechnologien erprobt werden.

Die beiden Stahlgitter bilden gleichzeitig Schalung und Bewehrung für eine tragende Betonwand, das erste Element des «DFAB HOUSE», das acht ETH-Professuren gemeinsam mit Wirtschaftspartnern am NEST bauen. Es soll das erste Haus werden, dass nicht nur digital entworfen und geplant, sondern auch weitgehend mit einer Kombination verschiedener digitaler Technologien gebaut wird. Wenn es im Sommer 2018 bezugsfertig ist, wird es drei Stockwerke haben.

«Spaghetti and Meatballs»

Das geradezu kunstvolle Stahlgitter wird demnächst hinter Beton verschwinden, wenn die Wand gegossen wird: Der Beton wird dafür von oben zwischen die beiden Gitter gefüllt. Eine Schwierigkeit bei der Entwicklung dieser «Mesh Mould«-Technologie war, dass die ETH-Forschenden dafür genau die richtige Mischung des Materials finden mussten: Flüssig genug, dass es keine Hohlräume im Beton gibt, aber auch dickflüssig genug, dass er nicht zu sehr durch das Gitter austritt und aussen herunterläuft.

Eine der gut funktionierenden Mischungen haben die Wissenschaftler «Spaghetti and Meatballs» getauft, erzählt Norman Hack von der ETH an einem Medienanlass in Dübendorf: Der Beton selbst ist relativ dünnflüssig, enthält aber Fasern, die den Beton klumpiger machen.

«Etwa fünf Prozent des Betons tritt aus, aber das können wir direkt wieder oben einfüllen, so dass praktisch nichts verloren geht», erklärt Hack auf die Frage der Nachrichtenagentur sda. Abschliessend wird noch eine Schicht Beton aussen auf die Wand aufgesprüht und von Hand glattgestrichen.

Noch braucht die Technologie viel menschliche Handarbeit: Die vertikalen Streben, die eine Dimension des Gitters bilden, müssen noch per Hand in die Halterung des Roboters und ein Loch in der vorgefertigten Basis am Boden gefädelt werden. Auch das Einfüllen, Besprühen und Verspachteln ist noch manuell. Schritte, die die Forschenden in Zukunft jedoch ebenfalls zu roboterisieren hoffen, was statt glatter Wände noch neue Gestaltungsmöglichkeiten eröffnen könnte.

Geschossdecke aus dem Drucker

Die gewellte Betonwand im Basisgeschoss wird jedoch nicht das einzige kunstvolle am DFAB HOUSE sein: Auf dieser Wand wird eine Geschossdecke - «Smart Slab» genannt - zu liegen kommen, deren Schalung mit Hilfe eines grossformatigen 3D-Sanddrucks hergestellt wird, wie Projektleiter Konrad Graser erklärte. Damit sei möglich, auch sehr komplexe Formen wie Muster oder Hohlräume für Installationen zu gestalten, die mit normalen Fertigungsmethoden gar nicht möglich wären.

Für die Aussenwand stellen die Forschenden mittels «Smart Dynamic Casting» massgeschneiderte Fassadenpfosten her. Den Holzbau für die oberen beiden Stockwerke mit Einzelzimmern setzen kooperierende Roboter als «Spatial Timber Assemblies» im Robotic Fabrication Lab der ETH zusammen, dem «Baulabor der Zukunft», wie Matthias Kohler von der ETH es nannte. Darin hängen vier Roboter von der Decke, die grossformatige Elemente konstruieren können.

Somit müssen sich gleich vier neuartige Bautechnologien im Praxistest beweisen, die an der ETH entwickelt wurden. Das digital fabrizierte Haus sei quasi die Synthese der ersten Etappe eines insgesamt zwölfjährigen Forschungsprogramms, des Nationalen Forschungsschwerpunkts (NFS) Digitale Fabrikation, sagte ETH-Professor Kohler.

Das Ziel der ETH-Forschenden und ihrer Wirtschaftspartner: ein voll funktionsfähiges und bewohnbares Haus, das fast komplett mit digitalen Technologien erzeugt wurde. Diese Bautechnologien seien nachhaltiger und effizienter und böten gestalterisch neue Möglichkeiten, so Kohler. «Damit ändern sich auch die Ausdrucksformen der Architektur und unsere Lebensräume.»

Den Mensch braucht es weiterhin

Ganz ohne Menschen geht es jedoch auf der Baustelle dann doch nicht. Nicht nur bei der «Mesh Mould«-Technologie braucht es noch viel Handarbeit. Welcher Anteil der Roboter letztlich erledigen kann und welcher Aufgabe des Menschen bleibt, unterscheide sich von Technologie zu Technologie, sagte Graser im Gespräch mit der sda. «Einige eignen sich sehr gut für die Automatisierung, bei anderen wird der Mensch immer eine Hand im Spiel haben.»

Der Fokus des Projektes sei auch mehr, eine engere Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine zu ermöglichen, bei der beide ihre Stärken ausspielen. Der Mensch seine Kreativität und Erfahrung, der Roboter seine Präzision, weil er sich mit Sensoren exakt im Raum positionieren und seine Arbeit laufend selbst überwachen kann.

Der Beruf des Bauarbeiters dürfte sich jedoch stark verändern, wie so viele Jobs in Branchen, die bereits vom digitalen Wandel erfasst wurden. Zukunftsprognosen seien schwierig, betonte Matthias Kohler, aber der Dialog zwischen Forschung und Bauindustrie darüber sei wichtig.

Im Sommer 2018 sollen dann unter anderem Gastforschende der Empa und der Eawag auf den 200 Quadratmetern des DFAB HOUSE einziehen und es im Alltag testen. Dann ist es mit den digitalen Technologien aber noch nicht vorbei: Vom digitalen Bauen geht das DFAB HOUSE dann zum digitalen Wohnen über, bei der Technologien aus dem Bereich «Smart Home» und «Internet der Dinge» getestet werden, erklärte Graser.

(sda)

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Die beliebtesten Leser-Kommentare

  • Christian Zimmermann am 29.06.2017 15:08 Report Diesen Beitrag melden

    Grundeinkommen kommt bald

    Freue mich schon darauf wenn die Roboter uns langsam ablösen. Dann kann jeder seine Freizeit für Kreatives, die Familie, Reisen, Kunst usw... nutzen. Und jeder bekommt ein Grundeinkommen das durch die Roboter finanziert wird. Ein anderen Weg gibt es eigentlich gar nicht mehr. Daran führt nichts mehr vorbei.

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  • Chrigi-B am 29.06.2017 15:48 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    Vorwärts

    Einfach top! Für das gebe ich gerne Steuergelder aus! Wir sollten mehr in unsere Forschung und Bildung invetieren. Wie finanzieren? Asylsumpf trockenlegen und ineffiziente Entwicklungshilfe streichen.

  • Aaraupanda am 29.06.2017 17:24 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    Wow

    Echt nett zu wissen, das die Computer bereits jetzt ein Haus bauen und entwerfen können.... für was mache ich überhaupt noch die Lehre als Architekt?

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Die neusten Leser-Kommentare

  • Phao am 05.07.2017 22:17 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    Energiestrategie 2050

    Baut die Schweiz ihre Häuser mit 3D Drucker und Roboter brauchen wir ein AKW mehr. Das war's dann wohl mit der Energiestrategie 2050!

  • Phao am 05.07.2017 22:15 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    Zukunft MUSS warten!

    Wenn unsere Häuser zukünftig aus dem 3D Drucker kommen oder von Roboter gebaut werden, gibt es keine Überstunden mehr, kein Lärm in der Mittagspause oder im Feierabend. Maschinen stinken nicht nach Schweiss. Alles Gut und recht, dass aber die Handwerker schwitzen aufgrund ehrlichen, Körper Arbeit sieht wiedermal niemand! Und was geschieht wenn die Roboter die Arbeit übernehmen? Wir Handwerker werden Arbwitslos! Das Thema wiederholt sich wie in der Automobilbranche! Mal ehrlich soll so unsere Zukunft sein?

  • Simon89 am 03.07.2017 16:51 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    I'Robot

    cool, dann gibts noch mehr arbeitslose. Was der Mensch, dann wohl zu arbeiten hat, wenn die Robos die ganze arbeit machen? Erinnert ein wenig an den Film: I'Robot.

  • peter ball am 30.06.2017 19:03 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    sinn des lebens....

    auf den ersten Blick mag das ja alles super tönen. In Tat und Wahrheit schneiden wir immer mehr an unserem Ast auf dem wir sitzen. Technik in Ehren, aber für was sind wir denn noch da. Schafft ubs doch ab, dann ist das Problem mit der Rente auch gelöst. Überlegt euch mal wieder; was ist der Sinn des Lebens? Sicher nicht 3 D Drucker bauen, die alle Arbeit vernichten.

    • Drops am 03.07.2017 22:31 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

      @peter ball

      Peter bleib am Ball, dein Leben besteht nicht nur aus Arbeit. Wenn Sie sich ihre Identität nur über ihre Arbeit erhalten, werden Sie noch ein böses erwachen haben. Die Verstellung, dass der Mensch ohne Arbeit nicht leben kann, ist fast schlimmer in der Gesellschaft verankert als Religionen. Aktuell ist die Technik leider noch nicht so weit und der Gedanke an einer starken Arbeitsreduktion ist leicht utopisch, aber Sie zeichnet sich ab.

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  • Urs vom Irchel am 30.06.2017 13:49 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    Ich habe einen Menschen gesehen

    Klar und der Typ am Betonkübel war wohl R2d2