Heather Miller
Elevate your design and manufacturing processes with Autodesk Fusion
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Habitat for Humanity und PERI 3D Construction sprechen über den Bauprozess des ersten 3D-Druck-Hauses der Organisation und wie Autodesk Fusion 360 dabei eine wichtige Rolle spielte.
Anfang dieses Jahres ging Habitat for Humanity bei seinem Ziel, Menschen in lokalen Gemeinschaften auf der ganzen Welt zu helfen, „ein Zuhause zu bauen oder zu verbessern“ einen Schritt weiter und stellte sein erstes 3D-Druck-Haus vor. Das Haus ist ein Einfamilienhaus mit drei Schlafzimmern und zwei Bädern und einer Wohnfläche von 530 Quadratmetern, das in Zusammenarbeit mit PERI 3D Construction und Candelaria Design Associates gebaut wurde.
Dies ist das erste 3D-Druck-Haus, das von der gemeinnützigen Organisation gebaut wurde. Auf den ersten Blick sieht das Haus ganz normal aus. Man sieht ihm nicht an, dass es mit additiver Fertigung hergestellt wurde! Allerdings sind 70-80 % des Hauses aus Beton in 3D-Druck entstanden. Das Haus ist nicht nur eine Premiere für die Organisation, sondern auch ein Schritt nach vorn in der Wohnungswirtschaft – man stelle sich eine Zukunft vor, in der erschwingliche Wohnungen dank 3D-Druck leichter zugänglich wären.
„Dies ist wirklich eine einmalige Chance für Habitat for Humanity Central Arizona“, sagt Jason Barlow, Präsident und CEO von Habitat for Humanity Central Arizona. „Wenn wir die Wohnungsprobleme in Arizona betrachten, wird der Bedarf an erschwinglichen Lösungen für den Erwerb von Wohneigentum deutlich. Wenn wir angemessene, erschwingliche und energieeffizientere Häuser zu geringeren Kosten, in kürzerer Zeit und mit weniger Abfall bereitstellen können, könnte das unserer Meinung nach einen echten Wendepunkt darstellen. Denken Sie nur an die Auswirkungen.“
Ein neuer Arbeitsablauf: vom Entwurf zum 3D-Druck
Damon Wake, Teamleiter und Projektmanager bei Candelaria Design Associates, begann mit einem bereits genehmigten Standard-Habitatplan für ein in AutoCAD entworfenes Holzrahmenhaus. Anschließend exportierte das Team die Datei als STEP-Datei von AutoCAD zu Autodesk Fusion 360, um sie weiter zu bearbeiten.
„Man muss 99 % der Informationen, die man in seinen architektonischen Plänen gezeichnet hat, eliminieren, um eine Druckdatei zu erstellen, die dem Druckkopf mitteilt, wohin er den Beton bringen soll“, erklärt Wake. „Wir haben die CAD-Datei mit einer durchgehenden Polylinie erstellt. Diese wurde in Autodesk Fusion 360 übertragen, um das Ganze in Flächen umzuwandeln und Ausschnitte zu erstellen, in denen der Druckkopf für Türen oder Fenster stoppen und starten würde.“
Samuel Hager, Anwendungstechniker bei PERI 3D Construction, “zerschnitt“ dann die 2D-Mittellinien-Zeichnung in Fusion 360, verbesserte den Entwurf und optimierte ihn für den COBOD BOD 2 Drucker. „Der Drucker ist im Grunde eine sehr große Version eines 3D-Druckers – aber statt geschmolzenem Kunststoff verwenden wir nassen Beton und stapeln ihn“, erklärt Hager.
Der Drucker erkennt nur bestimmte Dateitypen, die Fusion 360 exportieren kann, daher war es wichtig, Fusion 360 für dieses Projekt zu verwenden. Jede der Scheiben in Fusion 360 stellt eine Schicht für den Druck des Betons dar, so dass der Drucker beim Drucken einem bestimmten Pfad folgen musste.
Häuser in 3D-Druck: Vorteile und Möglichkeiten
Der 3D-Druck des Betonfundaments und der Wände des Hauses dauerte 42 Stunden. Danach war der Rest des Hauses bereit für den traditionellen Bauprozess.
Das Projekt zeigte, wie die Struktur eines Hauses in kürzerer Zeit und mit weniger Ressourcen errichtet werden kann als in einem herkömmlichen Bauprozess. PERI 3D Construction schätzt, dass ein Haus innerhalb einer Woche in 3D gedruckt und wieder abgebaut werden kann, wenn ein Drucker vor Ort ist. Dieses Verfahren ermöglichte es dem Team auch, die Zeit und Energie der Freiwilligen zu maximieren.
„Das Schöne daran ist, dass man nur zwei erfahrene Bediener und vielleicht noch einen weiteren Bauhelfer braucht, der nicht unbedingt viel über 3D-Druck weiß, aber dafür da ist, um mitzuhelfen“, sagt Hager. „Mit einem Team von drei Leuten kann man die Arbeit eines ganzen Teams von Rahmenbauern erledigen.“
„Dies könnte für erschwinglichen Wohnraum – und für jeden anderen Wohnraum – ein entscheidender Faktor sein, wenn wir die Kosten und die Bauzeit erheblich reduzieren könnten“, sagt Barlow. „Für uns wird es erschwinglicher, wenn wir fünf oder mehr zweistöckige Reihenhäuser in einer Reihe drucken können.“
Eine Lernerfahrung im 3D-Druck
Mit freundlicher Genehmigung von Habitat for Humanity Central Arizona
Da Häuser und Strukturen im 3D-Druck immer mehr an Bedeutung gewinnen, sieht Hager Fusion 360 als einen unschätzbaren und integralen Bestandteil des Prozesses. Und das Beste daran? Jeder, der sich für diesen Prozess interessiert, kann klein anfangen.
„Man kann sich Fusion 360 sehr schnell aneignen und sich mit den Tutorials auf den neuesten Stand bringen“, sagt Hager. „Fangen Sie an, Ihre Zehen in die Materie einzutauchen. Nehmen Sie einen 200-Euro-Drucker, laden Sie eine kostenlose Lizenz herunter und versuchen Sie, etwas Kleines in 3D zu drucken. Das ist ein guter Einstieg in die Herstellung und bringt Ihnen ein gutes Verständnis dafür, wie das Ganze funktioniert.
Sind Sie bereit, Ihren Weg in den 3D-Druck mit Autodesk Fusion 360 zu gehen?