Forschung zur Baustelle der Zukunft
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3D-gedruckte Gebäude haben Potenzial, doch teures Material und fehlende statische Berechnungen bremsen den Durchbruch. Die Hochschule München schafft mit Innobau 3D die Grundlagen für die Marktreife.
München, 29. April 2026 – Ein ganzes Haus aus dem 3D-Drucker? Das geht! Und zwar in kurzer Bauzeit, mit wenig Personalbedarf und in Formen, die konventionelle Bauverfahren kaum erlauben. In Deutschland befinden sich 3D-gedruckte Gebäude in der Übergangsphase von Pilotprojekten zur Marktreife, erste Wohn- und Industriebauten wurden in den vergangenen fünf Jahren realisiert. „Additives Bauen hat Zukunft“, sagt Professor Jörg Jungwirth von der Hochschule München. Er und sein Kollege Professor Thorsten Stengel, beide von der Fakultät für Bauingenieurwesen, haben dafür das Forschungsprojekt Innobau 3D ins Leben gerufen, gefördert vom Bayerischen Wirtschaftsministerium mit über 450.000 Euro.
Knackpunkte: Teurer Mörtel und ungewisse Statik
„Der 3D-Druck bietet große Potenziale für das Bauwesen, steht aber vor erheblichen Herausforderungen, die einer flächendeckenden Anwendung im Weg stehen“, erklärt Jungwirth. Eine davon ist das Material: eine spezielle Beton- bzw. Mörtelmischung, die gut druckbar sein muss, aber nach dem Druck sehr schnell aushärtet. „Dieser zähflüssige Feinmörtel ist in der Herstellung teuer und wenig nachhaltig – er hat eine ungünstige CO2-Bilanz“, so Stengel. Jungwirth ergänzt: „Der zweite große Knackpunkt im 3D-Bau sind die fehlenden Berechnungsgrundlagen zur Tragfähigkeit gedruckter Bauteile. Die Statik lässt sich damit nicht berechnen, jedes Projekt benötigt eine aufwendige vorhabenbezogene Bauartgenehmigung.“
Forschung zu Recyclingkörnung und Tragverhalten
Genau hier setzt Innobau 3D an: Stengel entwickelte gemeinsam mit wissenschaftlichen Mitarbeitenden neue Druckmaterialien auf Basis regional verfügbarer Ausgangsstoffe. „Konkret experimentierten wir mit recycelter Gesteinskörnung aus Abrissbauten als lokal verfügbare, nachhaltige Ressource“, so Stengel. Herausfordernd war das Wassersaugverhalten des porösen, recycelten Materials, das mal besser, mal schlechter druckbar war.
Parallel stellte Jungwirth Probekörper zur Ermittlung von Festigkeitskennwerten für die statischen Berechnungen her. Durch Festlegung von Abmessungen, Lagerungsbedingungen und einwirkenden Kräften ließ sich das Tragverhalten modellieren. Eine statische Berechnung von 3D-Bauten wurde damit erstmals möglich.
Pavillon als Praxistest
Die Forschungsergebnisse flossen in einen Prototyp ein: einen kleinen Pavillon vor dem Hochschulgebäude in der Karlstraße. „Gemeinsam mit unseren zwei Partnern aus der Wirtschaft fertigten wir Wände und Dach – die Wände im Extrusionsdruck, bei dem flüssiges Material Schicht für Schicht als kontinuierlicher Strang aufgetragen wird, das Dach im Partikelbettdruck, bei dem Granulat lagenweise aufgeschüttet und gezielt verfestigt wird“, erklärt Jungwirth.
Der Praxistest ist geglückt, das Forschungsprojekt damit formal abgeschlossen, aber laut Jungwirth „noch lange nicht am Ende“: Für den Druckbaustoff und die Optimierung der Berechnungsformeln sind bereits neue Forschungsvorhaben in Vorbereitung. Die Hochschule München arbeitet daran, das additive Bauen mit all seinen Vorteilen – Geschwindigkeit, Effizienz und gestalterische Freiheit – in die breite Praxis zu bringen.
Forschende
Jörg Jungwirth promovierte an der EPFL Lausanne zum Zugtragverhalten von Ultrahochleistungsbeton. Anschließend war er als leitender Ingenieur an Großprojekten beteiligt, darunter Brücken und Hochgeschwindigkeitsstrecken in China, Katar und Brasilien. Seit 2016 ist er Professor an der Fakultät für Bauingenieurwesen der Hochschule München, wo er zu Massivbau, Spannbeton und Ingenieurbauwerken lehrt und forscht.
Thorsten Stengel promovierte an der TU München zum Verbundverhalten von Stahlfasern in ultrahochfestem Beton. Danach war er in einem Ingenieurbüro als Teamleiter und Prokurist im Bereich der Betontechnologie sowie der Instandsetzung von Stahlbetonbauwerken tätig. 2020 wurde er als Professor an die Fakultät für Bauingenieurwesen der Hochschule München berufen, wo er zu Baustoffen und Bauchemie lehrt und forscht.
Gerne vermitteln wir einen Interviewtermin mit Prof. Dr. Jörg Jungwirth.
Kontakt: Christiane Taddigs-Hirsch unter T 089 1265-1911 oder per Mail.
Publikationen
Jungwirth Jörg, Richter Christiane: 3D Concrete Printing – From Mechanical Properties to Structural Analysis, fib Symposium, Istanbul, 6/2023. DOI: 10.1007/978-3-031-32511-3_22
Obermeier Nico, Richter Christiane, Stengel Thorsten, Wiese Felix: Low Global Warming Potential and Resource-Efficient 3D Printing Cement-Based Concrete, 4th fib International Conference on Concrete Sustainability, Guimarães, 9/2024. DOI: 10.1007/978-3-031-80724-4_52
Hochschule München Die Hochschule München ist mit über 500 Professorinnen und Professoren, 820 Lehrbeauftragten und über 18.500 Studierenden eine der größten Hochschulen für angewandte Wissenschaften Deutschlands. In den Bereichen Technik, Wirtschaft, Soziales und Design bietet sie rund 100 Bachelor- und Masterstudiengänge an. Exzellent vernetzt am Wirtschaftsstandort München, arbeitet sie eng mit Unternehmen und Institutionen zusammen und engagiert sich in praxisnaher Lehre und anwendungsorientierter Forschung. Die HM belegt im Gründungsradar des Stifterverbands deutschlandweit erneut den ersten Platz unter den großen Hochschulen und Universitäten. Neben Fachkompetenzen vermittelt sie ihren Studierenden unternehmerisches und nachhaltiges Denken und Handeln. Ausgebildet im interdisziplinären Arbeiten und interkulturellen Denken gestalten ihre Absolventinnen und Absolventen eine digital und international vernetzte Arbeitswelt mit. In Rankings zählen sie bei Arbeitgeberinnen und Arbeitgebern zu den Gefragtesten in ganz Deutschland. hm.edu
Institut für Material- und Bauforschung Das Institut für Material- und Bauforschung wurde im Juli 2019 als eines der ersten Forschungsinstitute der Hochschule München gegründet und repräsentiert die Fakultäten Architektur, Bauingenieurwesen und Maschinenbau. Sein Fokus liegt auf der langfristigen Erhaltung und nachhaltigen Entwicklung des Bau- und Infrastrukturbestands. Die Forschungsthemen umfassen unter anderem die Lebensdauer von Materialien, Konstruktionen und Bauwerken, Ressourceneffizienz und Lebenszyklusbetrachtungen sowie Zuverlässigkeit und Sicherheit. imb.hm.edu
