Ausschnitt 1771 FUT Jan Windszus 06062018

Foto: Futurium

Die große Formenfreiheit

Printed Tower

Caroline Høgsbro und Sven Pfeiffer entwerfen die Zukunft – mit einem der ältesten Werkstoffe der Welt. Ihr umgebauter Roboterarm druckt Architektur aus Lehm. Schicht für Schicht verwandelt er Keramikmasse in komplexe Modelle. Wie Wolkenkratzer aus einem Science-Fiction-Film winden sich seltsam anmutende Strukturen in die Höhe. Mit dem Printed Tower erforschen der Architekt und die Robotik-Spezialistin völlig neuen Fertigungstechnologien. Und wollen dabei nichts weniger, als die gesamte Architektur neu denken.

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Foto: Futurium

Kein Platz für Betonköpfe

Caroline Høgsbroo erklärt: „Heutzutage sind Architekten, auch aus ökonomischen Gründen, stark auf vorgefertigte Größen und Formen beschränkt. Sie haben auch wenige Möglichkeiten, mit dem Material zu experimentieren, bevor es auf der Baustelle ankommt.“ „Gleichzeitig wurden Gebäude immer stärker technische Apparaturen, die meist weder langlebig noch recyclingfähig sind. Dabei ist auch viel handwerkliches Wissen an den Rand gedrängt worden“, wirft Sven Pfeiffer ein. „Außerdem brauchen wir gerade in Zeiten des Klimawandels Alternativen zum Beton. Beton hat zwar unbestrittene Vorteile wie große Tragfähigkeit und Plastizität, ist aber auch problematisch. Er besteht zu großen Teilen aus Sand und Zement. Während Sand immer knapper wird, entsteht bei der Herstellung von Zement viel CO2.“ Zusätzlich bleibt die Entsorgung des Bauschuttsein gewaltiges Problem.

Vorteil: Keramik

Dank seiner interessanten Eigenschaften ist Keramik mittlerweile ein begehrtes, vielseitiges Hightech-Material. Je nach „Rezept“ (sprich: chemischer Zusammensetzung) ist Keramik sehr hart, hitzebeständig, wärmeisolierend oder elektrisch leitend. Dank dieser Vielseitigkeit wird Keramik seit Jahren für Mikrochips, Supraleiter, moderne Herdplatten oder sogar Raketenspitzen verwendet. Und Forscher*innen entdecken ständig neue Anwendungsmöglichkeiten.

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Foto: Futurium

Auch mit Nachhaltigkeit kann der Rohstoff punkten: „Unsere Masse ist biologisch abbaubar und recyclingfähig“, freut sich Høgsbro. „Dadurch kann ich experimentieren, soviel ich will. Ausprobieren kostet quasi nichts, denn ich kann jeden Entwurf einfach wieder wegwischen. Eigentlich skizzieren wir in 3D direkt am Objekt. Was nicht gefällt, landet in Form von Paste wieder im Eimer. Ein nachhaltiger Prozess, der auch dem Architekten viel Spaß macht. Dabei nutzen wir Keramik stellvertretend für alle Erzeugnisse, die aus der Erde kommen. Denn wir wollen natürlich testen, wie mit diesem Verfahren Lowtech-Naturmaterialien auch in Hochtechnologien intelligente Form annehmen können.“

Das klappt ja wie gedruckt!

Wie diese additive Fertigung genau aussieht, erklärt Sven Pfeiffer direkt am Printed-Tower-Roboterarm. „Der 3D-Druck funktioniert hier ähnlich wie eine Kuchenspritze, mit der man Verzierungen auf eine Torte aufträgt. Nur, dass wir hier flüssiges Keramikmaterial verwenden, das aushärtet und zu einem festen architektonischen Bauteil wird.“ Caroline Hoegsbro interessiert besonders das Potenzial der Methode: „Wir denken größer. Das heißt, wir konzentrieren uns gar nicht auf das Brennen von Porzellan, sondern wollen ein Verfahren entwickeln, das direkt auf der Baustelle im Maßstab 1:1 zum Einsatz kommen kann.“

Grenzen setzt hier nur die Größe des Roboters und die Feinheit seiner Düse. Ob schnell und grob oder haarfein und präzise: Auch im Futurium können Besucher*innen so unterschiedliche Bauteile mit verschiedenen Funktionen drucken. Je nach „Muster“ filtern diese Teile die Luft, isolieren den Raum oder sorgen für eine gute Akustik. Wer will, kann diese Bauteile zu noch größeren Formen kombinieren.

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Foto: Jan Windszus

Nur keine Berührungsängste

Besonders ist auch die enge und flexible Zusammenarbeit von Mensch und Maschine. Denn anders als klassische Industrieroboter wurde dieser CoBot bewusst für die Zusammenarbeit mit dem Menschen entwickelt. Seine Sensoren sorgen z. B. dafür, dass er sofort stoppt, wenn er mit einer Person kollidiert. „Industrieroboter gibt es zwar schon eine Weile, aber aktuell führen sie vor allem automatisierte Arbeitsschritte in geschlossenen Umgebungen durch. Sie sind nicht für eine Interaktion zwischen Mensch und Maschine gemacht. Den hier gezeigten Roboterarm müssen wir nicht länger in einen Käfig sperren, sondern können in unmittelbarer Nähe zusammenarbeiten“, erklärt Pfeiffer.

So können Architekten schon im Studio entwerfen, direkt auf der Baustelle in den Design- und Konstruktionsprozess eingreifen oder später vor Ort etwas ausbessern und weiterbauen. Der Mensch gibt dem Roboter seine Wünsche vor, der Computer errechnet die Form. „In Zukunft könnten solche Roboter, ähnlich wie der PC, sogar in normale Haushalte einziehen und dann vielleicht gemeinsam mit uns das Leben gestalten, indem sie zum Beispiel eine neue Wand einziehen“, freut sich der Architekt.

Lokal lernen, global bauen

Wer die große Formenfreiheit selbst testen möchte, kann im Futurium direkt Hand anlegen. „Wir lassen die Besucher*innen in Workshops Material anmischen, um die richtige Konsistenz zu „erspüren“. Wer sich traut, kann dem Roboterarm auch beibringen, verschiedene Bewegungen durchzuführen und so das Zusammenspiel von Mensch und Maschine kennenlernen“, ergänzt Pfeiffer. „Das passiert teils durch Drehen von Reglern, man kann den Roboter aber auch per Hand durch die Positionen führen. Der Roboter merkt sich die Bewegungen und wir können ihm ganz ohne Computer-Code komplexe Abläufe beibringen.“

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Foto: Ali Ghandtschi

Das Schöne: Einprogrammierte Zufälle, Reparaturen und Defekte sind bewusst Teil des Prozesses und dürfen sichtbar sein. Anwenden kann man dieses Wissen im nächsten Fab Lab oder Maker Space. Oder dort, wo das natürliche Ursprungsmaterial seit Jahrtausenden verwendet wird. Caroline Høgsbro freut sich auf ihre nächste Horizonterweiterung. „Wir fahren demnächst mit unseren Studierenden nach Indien, um mehr über Lehmarchitektur und traditionelle Verfahren zu lernen. Also, wie man diesen Baustoff direkt aus der Erde schöpft und damit ganz neue Geometrien, ganz neue Bauteile entwickelt, die einen geringen ökologischen Fußabdruck haben. Denn je intelligenter und technologisierter wir werden, desto besser werden wir auch die Ressourcen unserer Erde nutzen können.“

Der richtige Mix

Vor Ort entwerfen, überall anwenden: Gerade diese Offenheit, dieser Austausch von Wissen, Erfahrungen und ganzen Entwürfen, ist eine riesengroße Chance. Für die Gestalter – und die ganze Menschheit. „Die Zukunft ist kollaborativ! Wir müssen zusammenarbeiten und Grenzen zwischen Gestaltung und Technik überwinden. Angesichts der großen Herausforderungen, vor denen wir stehen, ist ein Rückzug in die Nischen der unterschiedlichen Fächer keine Option“, unterstreicht Sven Pfeiffer. „Buckminster Fullers Zitat trifft es gut. Um voranzukommen, meinte er, sollte man nicht bestehende Systeme verändern, sondern neue erfinden. Diesen Erfindergeist möchten wir auch vermitteln.“