HIVE 3D, Eco Material Technologies 3D-Druck von Häusern in Texas

Zukunft des Bauens

Auch wenn es wahr sein mag, dass die Mutter der Erfindung die Notwendigkeit ist, ist im heutigen Startup-Markt die Störung ein wichtigerer Faktor. Hier floriert HIVE 3D, ein in Texas ansässiger Marktführer im Bau umweltfreundlicher 3D-gedruckter Häuser.

HIVE 3D revolutionierte mit seinem leichten Portalsystem und dem mobilen Roboterarmsystem für den 3D-Druck seiner Häuser bereits die Baubranche, ging aber mit der Partnerschaft mit Eco Material Technologies mit Sitz in Utah, Nordamerikas führendem Hersteller nachhaltiger Produkte, noch einen großen Schritt weiter Zementalternativen.

Gemeinsam bauen sie die weltweit ersten nahezu CO2-freien 3D-gedruckten Häuser. Mit der Zementmischung PozzoCEM Vite von Eco Material, die 92 Prozent weniger Emissionen verursacht als herkömmlicher Beton, der in nur wenigen Minuten aushärten kann, konzentrieren sie sich auf die Bereitstellung einer nachhaltigen, kosteneffizienten und erschwinglichen Wohnlösung.

„Wir möchten, dass unsere Häuser 1.000 Jahre halten“, sagt Timothy Lankau, CEO von Hive 3D, gegenüber InnovationMap. „Wir möchten, dass Archäologen sie ausgraben und sich fragen, was sie waren. Ich meine, wenn man zum Parthenon in Rom geht, sieht er heute genauso aus wie vor 2.000 Jahren, weil die Materialien so stabil sind.

„Beton ist einfach ein sehr stabiler Werkstoff. Das ändert sich im Laufe der Zeit nicht, und deshalb ist das Bauen mit Stein und Mauerwerk auch für die Zukunft wichtig. Wir glauben, dass es nachhaltiger ist, weil es letztendlich eine bessere Langlebigkeit bietet.“

Die gemeinsame Mission von Eco Material Technologies und HIVE 3D begann mit dem gemeinsamen Wunsch, nachhaltige und umweltfreundliche Lösungen für die Bauindustrie zu entwickeln.

„Beide Unternehmen erkannten die dringende Notwendigkeit, die Umweltauswirkungen traditioneller Baumaterialien und -prozesse zu reduzieren, und erkannten den Bedarf an bezahlbarem, qualitativ hochwertigem Wohnraum“, sagt Grant Quasha, CEO von Eco Material Technologies. „Die Partnerschaft zwischen den beiden Unternehmen begann, als Eco Material Technologies HIVE 3D kontaktierte, um das Potenzial der Integration ihrer umweltfreundlichen Materialien in 3D-gedruckte Konstruktionen zu erkunden.

„HIVE 3D erkannte die Möglichkeit, sein Fachwissen mit nachhaltigen Materiallösungen zu kombinieren. Das Endprodukt dieser Zusammenarbeit ist ein umweltfreundliches Baumaterial, das in verschiedenen Strukturelementen wie Wänden, Böden und Säulen in 3D gedruckt werden kann.“

Foto mit freundlicher Genehmigung von HIVE 3D

Das erste vollständige Projekt von HIVE 3D, ein 3.150 Quadratmeter großes Haus in Burton, Texas, wurde mit einem rotierenden Team von nur vier Leuten unter Verwendung von PozzoSlag gedruckt, das 50 Prozent des Portlandzements in Beton ersetzt und in Straßen und Brücken verwendet wurde in Texas seit über einem Jahrzehnt.

Das Haus nutzte mehrere Innovationen, die zuvor noch nicht in einem 3D-gedruckten Haus zum Einsatz kamen, darunter parametrische Wanddesigns, Schaumbeton-Wandisolierung und pigmentierte Betonschichten.

„Unser Produkt ist nachhaltiger, weil es eine proprietäre Technologie nutzt, die den Einsatz alternativer Materialien zum Ersatz des Klinkers und von Prozessen aus herkömmlichem Zement ermöglicht, die zu seinen hohen Emissionen beitragen“, sagt Quasha. „Es wird geschätzt, dass die Portlandzementindustrie jährlich zu 8 Prozent der weltweiten Emissionen beiträgt, aber durch den Einsatz der Zementersatzlösungen von Eco Material Technologies ... können Bauherren ihre Kohlenstoffemissionen erheblich senken, ohne Kompromisse bei der Abbindezeit oder der Langzeitfestigkeit des Produkts einzugehen ."

Jede Tonne Portlandzement, die durch eine Tonne der Produkte von Eco Material, PozzoSlag oder Pozzocem, ersetzt wird, reduziert die Emissionen um fast eine Tonne, erklärt Quasha.

Das Calais-Projekt in Round Top, Texas, hinter den Halles, einem Antiquitäten-Einkaufs- und Designziel, hat im März 2023 den Grundstein gelegt und wird eine Sammlung winziger Häuser, sogenannte Casitas, umfassen, darunter Modelle mit Studios, Ein- und Zweizimmerwohnungen , zwischen 400 und 900 Quadratmeter groß.

„Diese kleinen Häuser werden als Modell für bezahlbaren und umweltfreundlichen Wohnraum im ganzen Land dienen“, sagt Lankau. „Wir planen, sie mit einer Geschwindigkeit und einem Kostenpunkt zu bauen, die im bezahlbaren Wohnraum beispiellos sind.

„Letztendlich wollen wir Häuser zu einem disruptiven Preis bauen. Wir wollen vertikal integriert sein und unsere Häuser mit einem erheblichen Preisnachlass auf den Markt bringen, wo auch immer sie sich befinden. Und bei signifikanter Bedeutung sprechen wir von 20 oder 30 Prozent. Das ist unser Ziel.“

Foto mit freundlicher Genehmigung von HIVE 3D

HIVE 3D arbeitete mit CyBe Construction zusammen, um einen mobilen 3D-Drucker und ein Mischsystem für den Bau zu entwickeln, mit dem der Druckmörtel vor Ort gemischt werden kann, wodurch ein erheblicher Arbeits- und Zeitaufwand eingespart wird, sodass diese Einsparungen an den Verbraucher weitergegeben werden können.

„Wir haben mit einer Firma namens CyBe in den Niederlanden zusammengearbeitet, um einen Roboterarm zu bauen, und dieser Arm hat eine Reichweite von etwa 3,30 m und kann sich vollständig im Kreis um sich selbst bewegen“, sagt Lankau. „Es fährt also um das Fundament des Hauses herum und druckt gleichzeitig Teile des Hauses. Es druckt also einen Abschnitt, fährt mit dem nächsten Abschnitt fort und druckt den nächsten Abschnitt.

„Statt also so viele unterschiedliche Materialien und so viele unterschiedliche Eigenschaften zu haben, Menschen, die all diese unterschiedlichen Dinge tun, haben wir eine Maschine, die nur ein Material verwendet und die Wand bedruckt.“

HIVE 3D verfügt über einen internen Ingenieur, der sich mit allen strukturellen Problemen befasst, die bei Projekten auftreten können, und ihnen beim Bau von Häusern mit monolithischen, fußdicken Betonwänden mit darin befestigten Bewehrungsstäben und Stahl hilft.

Laut Lankau sind ihre 3D-gedruckten Häuser tornadosicher, hurrikansicher, schädlingssicher, kugelsicher und können aufgrund der nachhaltigen Materialien, aus denen sie gebaut wurden, praktisch allem standhalten.

„Sie sind absolut sicher“, sagt Lankau. „Allein aufgrund der natürlichen Festigkeit des Betons und des Stahls, aus dem wir sie herstellen, können sie Millionen Pfund tragen. Es ist also tatsächlich ein stärkeres Material als ein typisches Haus. Um den Faktor 100. Wie gesagt, es ist kugelsicher und tornadosicher. Man könnte mit einem Auto hineinfahren, und das Auto hätte einen Totalschaden. Ich meine, es ist eine sehr, sehr robuste Struktur.“

Foto mit freundlicher Genehmigung von HIVE 3D

HIVE 3D möchte auch in Zukunft seine 3D-Drucktechnologie sprunghaft weiterentwickeln und weiterentwickeln.

„Das Science-Fiction-Ziel hier, das vielleicht ein Fünf-Jahres-Ziel ist, besteht darin, auf eine Baustelle zu fahren, einen Knopf zu drücken und den Robotern bei der Arbeit zuzusehen“, sagt Lankau. „Wir wollen ein bedeutender Hausbauer sein. Deshalb wollen wir in fünf Jahren viele Häuser schnell und kostengünstig bauen und den Prozess immer weiter automatisieren.“

Derzeit gibt es kein formelles Verfahren für die Beauftragung eines 3D-gedruckten HIVE-Hauses. Potenzielle Kunden werden auf die Website weitergeleitet, stellen dann eine Anfrage für den Bau eines Hauses, durchlaufen einen Auswahlprozess und nehmen das Projekt in ihre Pipeline auf, wenn das Projekt gut zu ihnen passt.

„Wir können sie schnell bauen. Es geht nur darum, sie zu erreichen“, sagt Lankau. „Wir werden wahrscheinlich zunächst auch einige Entwicklungen in Texas durchführen. Wir haben auch einige internationale Dinge, die wir nächstes Jahr untersuchen werden. Aber im Moment ist es hauptsächlich in Texas. Wir werden einige Siedlungen bauen und diese Häuser auf den Markt bringen. Wir hoffen, dieses Jahr einige herauszubringen und nächstes Jahr einen größeren Teil, wenn wir mehr Maschinen zum Laufen bringen. Diese werden auf unserer Website bekannt gegeben.“

Während HIVE 3D weiterhin nach Wegen sucht, sein Geschäftsmodell zu skalieren, liegt der Schwerpunkt auf der immer kleiner werdenden Idee des „amerikanischen Traums“, bei dem junge Familien ihr erstes Eigenheim erwerben können. Aufgrund der steigenden Kosten für Material und Arbeitskräfte wurden diese Familien vom Markt verdrängt.

„Das ist fast alles, woran wir denken“, sagt Lankau. „Hauseigentum und dieser Teil des amerikanischen Traums haben derzeit große Schwierigkeiten, weil die Kluft zwischen dem, was der Durchschnittsbürger verdient, und dem, was ein durchschnittliches Haus auf dem Markt kostet, immer größer wird.

Laut Lankau gibt es viele Möglichkeiten, die Versorgungslücke zu schließen, aber es gibt nicht die gleiche Anzahl an Möglichkeiten, das Problem der Erschwinglichkeit zu lösen. Ihr Ziel ist es, die besten Wege zu finden, um echte Kosteneinsparungen gegenüber herkömmlichen Bau- und anderen automatisierten Technologien zu erzielen.

„Vor etwa drei Wochen haben wir bei unserem aktuellen Projekt sozusagen den Wendepunkt erreicht, als wir in drei Tagen ein kleines Haus gedruckt haben. Die Kosten für das Haus entsprachen unseren Vorstellungen, und zwar um ein Vielfaches weniger als das, was man auf herkömmliche Weise oder mit jeder anderen Bautechnik erreichen könnte. Und wir sagten: Okay, jetzt sind wir weit genug. Wir haben dieses System. Es ist ein skalierbares System. Deshalb sammeln wir gerade etwas Kapital, um mehr dieser Maschinen zu kaufen, zu bauen und loszuziehen und mit der Umsetzung dieser wirklich bezahlbaren Wohnprojekte zu beginnen. Denn dort ist unser Herz. Unser Herz liegt auf der erschwinglichen Seite.“

Das Projekt von HIVE 3D in Burton, Texas, steht noch nicht zum Verkauf, wird aber auf Airbnb gelistet, damit interessierte Kunden es nach seiner Fertigstellung besichtigen können.

Darüber hinaus werden die Casitas-Einheiten in Round Top kurzfristig an Festivalbesucher vermietet.

„Wir werden unsere nächsten Projekte direkt auf den Markt bringen“, sagt Lankau. „Und dann werden wir Ende dieses Jahres dieses große Hausgrundstück in Burton verkaufen.“