«Rock Print» - an der Spitze architektonischer Innovation
Inspiriert von der Idee, der 3-D-Drucker-Technologie zu neuen Erfolgen zu verhelfen, haben Forscher der ETH Zürich und des MIT «Rock Print» entwickelt. Dabei handelt es sich um eine Architekturinstallation in Echtgrösse für die Architekturbiennale in Chicago.
Die über 4 Meter hohe monolithische Installation «Rock Print», die derzeit im Chicago Cultural Center steht, besticht mit ihren rauen und doch eleganten Konturen. Sie ist Teil der ersten externe Seite Architekturbiennale in Chicago deren Leitthema «State of the Art of Architecture» ist. Die Idee für «Rock Print» entstand bereits 2012 bei einer Konferenz der University of Chicago, bei der Architekten, Ingenieure, Materialwissenschaftler und Physiker zusammenkamen. Die Installation selbst demonstriert ein Prinzip, das «jamming» genannt wird. «Jamming» bezeichnet das Aggregieren von körnigen Materialien wie Schotter, die regelrecht zusammengepresst werden, und zwar so, dass die daraus resultierende Form und Gestalt fest bleibt, obwohl die molekularen Eigenschaften des Materials vom Verhalten her eher denen einer Flüssigkeit ähneln. Forscher des Gramazio Kohler Research-Teams der ETH Zürich und des externe Seite Self-Assembly Lab von Skylar Tibbit am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben zusammen «gejammed» und mit «Rock Print» eine Installation geschaffen, bei der kein Abfall entsteht und die vollständig rückbaubar ist.
Von 3-D-Drucker-Technologie inspiriert
«Rock Print stellt ein Konzept unter Beweis, bei dem robotergestützte Fabrikations-Technologien für ein architektonisches Projekt in Echtgrösse angewendet werden», sagt Andreas Thoma von der ETH Zürich. Petrus Aejmelaeus-Lindstroem, leitender Forscher des Projekts, fügt hinzu: «Das Projekt zeigt, dass man mit einen 3-D-Druck-Vorgang ein geometrisch hochdifferenziertes Bauwerk erschaffen kann, bei dem lediglich zwei einfache und alltägliche Komponenten verwendet werden: Schnur und Steine.» Die Gruppe von umweltbewussten ETH- und MIT-Forschern liess einen Roboter eine fast 9,1 km lange Schnur aus rezyklierten Textilien in einem komplexen Muster auslegen. Dieser Prozess wurde von einem speziell dafür entwickelten Algorithmus gesteuert. Wie bei einer Lasagne wechselt sich eine Schnur-Schicht jeweils ab mit einer Lage aus losem Grundmaterial, das von der Schweizer Firma externe Seite Misapor hergestellt wird. Der verwendete selbstisolierende Beton besteht aus zerbröckeltem Glas und Zusatzstoffen. Er wird durch einen Heizprozess gefertigt, bei dem das Glas in ein schaumähnliches Aggregat umwandelt wird, das zu einem grossen Teil aus Luft besteht. Obwohl dieses Schaumglas sehr viel leichter ist als gewöhnlicher Schotter, wiegt die Installation «Rock Print» fast eine Tonne. Dabei stellt das Gewicht ein Balanceakt dar: für eine Installation in einem Innenraum muss ein vergleichbar leichtes Material verwendet werden, aber die Struktur der Installation braucht ein gewisses Gewicht, um den Druckkräften, die ihre Gestalt aufrechterhalten, Stärke zu verleihen und um die relativ schwachen Spannkräfte zu kompensieren.
Neue Möglichkeiten für die Architektur der Zukunft
Matthias Kohler, der gleichzeitig auch Direktor des National Competence Centre in Research (NCCR) für Digitale Fabrikation ist, erläutert, wie die 3-D-Druck-Technologie die Architektur in der Zukunft beeinflussen könnte: «Die 3-D-Druck-Technologie ist eine Inspiration für die Zukunft der Architektur, da sie ressourceneffiziente, additive Bauprinzipien mit neuen Design-Möglichkeiten verknüpft. Mit Hilfe der Technologie können komplexe Formen und aufwendige Details zu minimalen Kosten hergestellt werden. Die heute im Handel verfügbaren 3-D-Druck-Technologien sind jedoch noch nicht für die in der Architektur benötigten Massstab geeignet, noch werden sie ihren wirtschaftlichen und strukturellen Ansprüchen gerecht.»
Die «Rock Print»-Installation erweitert durch robotische Fabrikation den Spielraum des 3-D-Druckens auf einen architektonischen Massstab. Dadurch und da nachhaltige und lokal verfügbaren Materialien verbaut werden, kann dieser Ansatz der Architektur neue Möglichkeiten eröffnen. Kohler sagt diesbezüglich: «Es ist immer noch einiges an interdisziplinärer Forschung notwendig, um die digitalen Fabrikationsprinzipien im Hinblick auf das Bauen von ganzen Gebäuden vollständig zu verstehen und wirksam einzusetzen. Nach zehn Jahren intensiver Forschung in diesem Bereich aber bin ich zuversichtlich, dass solche neuen Prinzipien nicht nur zu spannenden Architekturprojekten, sondern auch zu einer neuen digitalen Baukultur führen werden – möglicherweise sogar zu einer gesellschaftlich relevanten Umwandlung unserer bebauten Umwelt.»
Gramazio Kohler Research, ETH Zürich
Die von den Professoren Fabio Gramazio und Matthias Kohler geführte Forschungsgruppe an der ETH Zürich untersucht, wie sich die veränderten Produktionsbedingungen auf die Architektur auswirken. Ihr Interesse gilt besonders den Bereichen Computer-Design, konstruktive Systeme und die Schnittstelle der beiden Bereiche durch die Verwendung von neuartigen robotergestützten Fabrikationstechnologien. Lindstroem und Thoma wiesen darauf hin, dass «Rock Print» erst durch das Zusammenführen vom Wissen von Architekten, Ingenieuren und Physikern ermöglicht wurde. Prof. Dr. Hans J. Herrmann und Dr. Falk Wittel vom Institut für Baustoffe der ETH Zürich sowie Prof. Dr. Heinrich Jaeger von der University of Chicago standen dem Projekt beratend zur Seite.
Architekturbiennale in Chicago
Die Installation «Rock Print» wird an der externe Seite Architekturbiennale in Chicago im Chicago Cultural Center ausgestellt, der früheren öffentlichen Bibliothek gegenüber dem beeindruckenden Millenium Park im Herzen der Stadt. Die Biennale läuft noch bis am 3. Januar 2016. Berühmt für seine zeitgenössische Architektur und den zum Wahrzeichen der Stadt gewordenen Wolkenkratzern feiert Chicago mit der Architekturbiennale zum Thema «State of the Art of Architecture» modernste Architektur. Sie stellt eine Plattform bereit für bahnbrechende Architekturprojekte und räumliche Experimente, die aufzeigen, wie Kreativität und Innovation unsere gelebte Erfahrung radikal transformieren können. Die Biennale bietet Gelegenheit, sich über 70 Architekturprojekte und -experimente aus 30 Ländern anzuschauen. «Rock Print» repräsentiert die schweizerisch-amerikanische Zusammenarbeit an der Spitze von Innovation in der Architektur.
Weitere Informationen zum Team und ein Media-Kit finden sich hier.