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Robotik und 3D-Druck in der Immobilienbranche

Last but not least: Der vierte iReport zum Technologiereport: Digitalisierung der Bau- und Immobilienbranche des österreichischen Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK). Dieses Mal schauen wir uns Robotik und 3D-Beton-Druck genauer an.
Robotik und 3D-Druck in der Immobilienbranche
© Ivalu

Robotik

Der Technologiereport definiert Roboter als “Geräte, die bestimmte Operationen ausführen (z. B. Löcher bohren, Fliesen legen, Objekte anheben etc.) – entweder autonom oder unter direkter Kontrolle eines Bedieners”. Im Bauwesen können die Robotik-Arten in vier Kategorien unterteilt werden (der Report beschäftigt sich mit Nr. 2 und 3):

  1. Vorfertigungssysteme außerhalb des Standorts
  2. automatisierte Robotersysteme vor Ort
  3. autonome Fahrzeuge
  4. Exoskelette

Die automatisierten Robotersysteme können auf der Baustelle verschiedene Aufgaben selbstständig übernehmen (z.B. Bohren oder Schweißen). Sie kommen im Betrieb und während des Baus von Gebäuden am häufigsten zum Einsatz.

Bei autonomen Fahrzeugen handelt es sich um Land- , Luft- oder Wasserfahrzeuge, die ferngesteuert werden können oder ganz ohne menschlichen Eingriff funktionieren. Sie werden beispielsweise eingesetzt, wenn es um die Erkundung von Gefahrengebieten geht.

Wichtig für den Einsatz von Robotern auf Baustellen ist die Akzeptanz unter der Belegschaft. Außerdem muss die Intensität der Mensch-Maschine-Interaktion ganz klar definiert werden. Zum jetzigen Zeitpunkt sind voll-autonomo Lösungen weniger denkbar als teil-autonome – das liegt vor allem am Sicherheitsaspekt. Wie bei den meisten anderen Technologien auch, bedarf es natürlich ebenso im Bereich der Robotik ausgebildeter Fachkräfte, die die Maschinerie bedienen können. 

Drei signifikante Vorteile, die Roboter auf Baustellen mit sich bringen, sind Folgende:

  1. gesundheitliche Entlastung (Heben, Tragen, Halten, Transportieren)
  2. Produktivitätssteigerung durch Zeitersparnis (Bohren, Fräsen, Setzen, Schlichten, Sprühen, Montieren, Schleifen, Drucken, etc.)
  3. Qualitätssteigerung (Vermessen, sensorisch Erfassen, Drucken, etc)

Andererseits verbergen sich selbstverständlich auch einige Herausforderungen hinter der Robotik:

  1. zusätzliche Sicherheitsanforderungen
  2. Schwierigkeit der Parallelisierung von unterschiedlichen Bautätigkeiten
  3. Kombination automatisierte Bauaufgaben mit Tätigkeiten menschlicher Arbeitnehmer

Sehr interessant ist der Fakt, dass die im Technologiereport befragten Unternehmen sich nur zu 4 Prozent bereits auf den Einsatz von Robotern stützen. Ganze 37 Prozent sagen, dass sie auch in Zukunft nicht mit Robotik arbeiten wollen.

3D-Druck

Die additive Fertigung mit Beton – oder 3D-Betondruck genannt – wird in den letzten Jahren immer häufiger verwendet. Das am weitesten verbreitete Verfahren, das Extrusionsverfahren, funktioniert folgendermaßen: Mittels steuerbarer Düsen wird ein Strang aus vorgemischtem Material schichtweise ausgebracht, um das Objekt zu erzeugen. Angewendet werden kann der 3D-Beton-Druck entweder on-site, d.h. direkt auf der Baustelle, oder off-site, d.h. im Vorhinein (nicht auf der Baustelle). Ganze Gebäude werden aber bisher nur in Pilotprojekte gedruckt. Die Technologie findet allerdings auch in Österreich schon immer wieder Anhang.

Voraussetzungen für den sicheren Einsatz von 3D-Beton-Druckverfahren sind standardisierte Prüfmethoden für Betoneigenschaften, Zulassungen und Regelwerke. Die gesamte Wertschöpfungskette muss durch Fachleute und einheitliche Regeln abgedeckt und gesichert sein. Außerdem ist es für den 3D-Beton-Druck wichtig, dass die Umgebungsbedingungen kontrolliert sind. Beton verändert je nach Wetter, Temperatur etc. seine Eigenschaften – deshalb müssen wetterunabhängige Bedingungen geschaffen werden.

Zwei ganz klare Vorteile dieser neuen Technologie sind:

  1. die Reduzierung der Baukosten und Bauabfall (Materialeinsparung von bis zu 35 Prozent) und
  2. die erhöhte Qualität der Ausführungsgüte.

Auf der anderen Seite steht der 3D-Beton-Druck noch ganz am Anfang: Zahlreiche technische und technologische Fragestellungen müssen geklärt, Zulassungen und Regelwerke erstellt werden. Unternehmen, die bereits mit dem Verfahren arbeiten, nennen den aufwendigen Kompetenzaufbau und den Zeitaufwand bei Pilotprojekten als größte Hürden. Nur 3 Prozent der befragten Unternehmen arbeiten bereits mit dem 3D-Druck, ganze 57 Prozent planen es auch in Zukunft nicht zu tun.

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