materialien und technologien

Auf der Biennale di Venezia dieArzo-Marmorreste, recycelt voneinem innovativen 3D-Drucker

Zusammenarbeit SUPSI-Technische Hochschule Zürich. Es werden Lösungen gesucht, um zur Entsorgung der enormen Menge an Bauschutt beizutragen, die sich jedes Jahr anhäuft: Ganze 57 Millionen Tonnen in der Schweiz

von Paolo Rossi Castelli

Auf der einen Seite die Reste der ehemaligen Marmorbrüche von Arzo, auf der anderen Metakaolin, ein Material, das die Herstellung eines sehr widerstandsfähigen „Amalgams“ ermöglicht und in mancher Hinsicht ökologischer ist als der klassische Beton. Diese Mischung kann danach dank eines experimentellen 3D-Druckers verarbeitet werden, der am 11. April zwischen den hohen Wänden des Steinbruchs von Ingenieuren der SUPSI (Institut für Geowissenschaften) und der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich präsentiert wurde. «Wir möchten eine mögliche Lösung vorschlagen, um zur Entsorgung der enormen Menge an Aushubmaterial (nicht nur von Arzo) beizutragen – erklärte Filippo Schenker, Forscher von SUPSI. – Man schätzt, dass in der Schweiz jedes Jahr 57 Millionen Tonnen Bauschutt anfallen, was auch im Tessin ein sehr aktuelles Problem darstellt».

Der Drucker wurde buchstäblich von Pietro Odaglia gebaut, Forscher des Teams von Benjamin Dillenburger (Lehrstuhl für Digitale Bautechnologien an der Technischen Hochschule Zürich). Dieses Gerät, das bis jetzt rund 120.000 Franken gekostet hat, verwendet Spezialdüsen, die speziell für diesen Anlass gefertigt wurden und eine raffinierte Ausführungspräzision ermöglichen. Aber wie funktioniert diese „Maschine“? Sehr vereinfacht können wir sagen, dass sie die Reste der Marmorextraktion filtert und die mit der richtigen Grösse (klein) auswählt. Diese Fragmente werden danach zerkleinert und mit Metakaolin vermischt, wodurch eine Mischung entsteht, die der Drucker entlang eines von den Forschern vordefinierten Musters Schicht für Schicht verteilt. Das Endergebnis ist ein Bauelement mit einem sehr widerstandsfähigen Bogengerüst, das als Verkleidungselement für Gebäudefassaden, aber auch als „Boden“ eines Zimmers verwendet werden kann. Derzeit wurde ein erster Prototyp erstellt, der auf der Architekturbiennale Venedig ausgestellt werden wird, die vom 20. Mai bis zum 26. November geplant ist. Um ihn zu „produzieren“ musste der Drucker ungefähr 12 Stunden arbeiten, gefolgt von weiteren 12 Stunden „Ruhe“ für das Erzeugnis.

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Beim Betrachten des Prototyps, der nach Venedig gebracht werden wird, fällt das Vorhandensein zahlreicher „Hohlräume“ auf seiner Oberfläche auf, die nicht wie ein „monolithischer“ Block, sondern fast wie eine ornamentale Skulptur (ein Flachrelief) erscheint. «In der Tat spart man mit dieser Technik 70 % Material im Vergleich zu herkömmlichen Systemen– bestätigt Francesco Ranaudo, Forscher am Institut für Technologie in der Architektur der ETH. – Der Drucker trägt die Mischung, die sofort danach aushärtet, mit grösster Präzision nur entlang der (von ausgeklügelten Software gezeichneten) Kraftlinien auf, die dazu dienen, dem Erzeugnis maximale Widerstandsfähigkeit zu verleihen».

Wie kam es zur Zusammenarbeit zwischen der SUPSI und der Technischen Hochschule Zürich? «Fast durch Zufall im Jahr 2019 – erzählt Filippo Schenker. – Ich traf Vera Voney (Lehrstuhl für Nachhaltiges Bauen an der ETH, Anm. d. Red.) in einem Korridor in Zürich. Sie arbeitete mit Pietro Odaglia an einem umweltfreundlichen 3D-Drucker. Unsererseits arbeiteten wir an der SUPSI an einem Projekt zur Verwertung von Resten aus Steinbrüchen. Warum nicht gemeinsam? Und so kam es dazu, auch dank einer Finanzierung von Innosuisse (Projekt REBJP – Binder Jetting for direct application of recycled materials)».