3D-Druck löst den Knoten - Strukturelemente für moderne Architektur

Etwa 25 km südlich von Seoul, der Hauptstadt Südkoreas, entsteht eine neue Stadt: Gwanggyo. In ihrem Herzen steht ein Einkaufszentrum, das von außen gar nicht so aussieht wie eines. Mit ihrer modernen und außergewöhnlichen Architektur wird die Galleria Gwanggyo zum Zentrum des öffentlichen Lebens in der neuen Stadt. Und das auch dank der Kombination aus innovativem 3D-Druck und traditionellem Feinguss, kurz: gedrucktem Guss.

Mit einer einzigartigen Fassade aus Stein und Glas prägt die sechste Filiale der koreanischen Ladenkette Galleria das Stadtzentrum der 2017 gegründeten Stadt Gwanggyon nachhaltig. Entwickelt wurde das Gebäude von einem renommierten niederländischen Architekturbüro, das sich bei der Gestaltung von der nahen Natur rund um die Stadt inspirieren ließ. Facettenreiche Mosaiksteine in Kombination mit komplexen Glaselementen zieren die Gesamtfassade und verleihen dem Einkaufszentrum sowohl von außen als auch von innen ein besonders eindrucksvolles Erscheinungsbild.

Individuality: The perfect application for 3D printing

Zusammengehalten wird die Glasfassade durch eine Vielzahl von Fugenknoten, die – bedingt durch die hochkomplexe Struktur der Fassade – eine Vielzahl von Einzelteilen sind. Keines gleicht dem anderen, obwohl sie alle einheitlich in ihrer Funktion sind. Für die Herstellung der hochkomplexen Fassade einschließlich der Knotenpunkte wurde das koreanische Architekturbüro WITHWORKS beauftragt, das sich für die Herstellung der Knotenpunkte mit Hilfe des 3D-Drucks entschied.

Die Einzigartigkeit jedes Knotens machte es den Architekten unmöglich, für jeden ein eigenes Werkzeug zu entwickeln. Die Kosten wären unerschwinglich gewesen, ebenso wie der strenge Zeitplan, der eingehalten werden musste. Die Lösung: 3D-Drucktechnologie von voxeljet. KTC, ein in Südkorea ansässiger und langjähriger Partner von voxeljet, ist auf die Herstellung von Sandformen und Feingussmodellen spezialisiert. Ausgestattet mit einem VX800 und einem VX2000 für den 3D-Druck von PMMA-Modellen verfügt KTC sowohl über die Technologie als auch über die Kapazität, großformatige Feingussmodelle in einem Stück zu drucken.

Für WITHWORKS war dies die ideale Lösung, sowohl in wirtschaftlicher als auch in ästhetischer Hinsicht. Sie ließen rund 230 Modelle von KTC drucken, die dann im traditionellen Feingussverfahren in Baustahl gegossen wurden. Bei diesem Verfahren werden die gedruckten Modelle mit einer keramischen Schlacke überzogen und anschließend in einem Autoklaven und einem Ofen ausgebrannt. Die Modelle schmelzen rückstandslos, während die Keramik um das Modell herum aushärtet. Zurück bleibt eine hohle Form, in die dann das geschmolzene Metall gegossen werden kann.

Wie der 3D-Druck den Unterschied machte

Besonders beeindruckt waren die Architekten nicht nur von der schnellen Lieferzeit und den – im Vergleich zum konventionellen Werkzeugbau – deutlich reduzierten Kosten, sondern auch von der hervorragenden Oberflächenqualität der Modelle und der entsprechenden Stahlteile.

Dank moderner CAD- und Gießsimulationssoftware konnte bereits vor dem Feinguss sichergestellt werden, dass sowohl der 3D-Druck als auch der Guss ohne Komplikationen realisiert werden können. Das reduzierte die Ausschussquote auf ein Minimum und machte Nachproduktionen obsolet. Ein großer Vorteil für die Einhaltung des Zeitplans. Darüber hinaus konnten Nachbearbeitungsmaßnahmen wie Schweißen oder Schleifen zur Glättung der Oberfläche vermieden werden.

Das Ergebnis spricht für sich selbst. Heute ist die Galleria ein zentraler Anlaufpunkt für das öffentliche Leben in Gwanggyon. Ein architektonisches Meisterwerk, das sowohl von außen als auch von innen beeindruckt und einmal mehr zeigt, was für Architekten heute mit Hilfe des 3D-Drucks möglich ist. Komplexität und Individualität spielen keine Rolle mehr, dem kreativen Denken und Gestalten sind keine Grenzen gesetzt, und die werkzeuglose Konstruktion durch additive Fertigung liefert Ergebnisse in Rekordzeit. Innerhalb von 4 Monaten konnten alle 230 Fugenknoten gedruckt, gegossen und installiert werden. Wenn man bedenkt, dass der Grundstein für die Stadt erst vor vier Jahren gelegt wurde, ist es kein Wunder, dass sie bereits über 3 Millionen Einwohner hat.

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