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Impact Printing
ForschungRoboterarm
Foto: ETH Zürich / Gramazio Kohler Research
Roboterarm

Impact Printing

ETH Zürich — Gramazio Kohler ResearchSchweiz · 2024
MaterialErdbasiert: Ton, Schluff — zementfrei, lokal gewonnen
DimensionenBis 3 m Höhe, ~22 cm Wandstärke
GeschwindigkeitMaterialauftrag mit bis zu 10 m/s
CO₂-Reduktion~50 % weniger als kohlenstoffarmer Beton
TeamleitungDr. Lauren Vasey (SNSF Bridge Fellow)
Auszeichnung3D Pioneers Challenge 2023
PlattformGantry-System + autonomer HEAP-Schreitbagger
Impact Printing ist ein revolutionäres robotisches Fertigungsverfahren, das an der ETH Zürich unter Leitung von Dr. Lauren Vasey entwickelt wurde. Im Gegensatz zu herkömmlichem 3D-Druck, der schichtweise Material extrudiert, werden bei Impact Printing formbare Lehmpartikel mit Geschwindigkeiten von bis zu 10 Metern pro Sekunde robotisch «geschossen». Beim Aufprall wandelt sich die kinetische Energie in plastische Verformung um, wodurch die Partikel ohne Mörtel oder Zement fest miteinander verbinden. Das verwendete Material besteht hauptsächlich aus lokal gewonnenem Aushubmaterial — Ton, Schluff und einem industriellen Nebenprodukt — mit minimalen mineralischen Zusätzen. Damit erreicht Impact Printing eine CO₂-Reduktion von rund 50 % gegenüber kohlenstoffarmen Betonwänden. Das Verfahren benötigt keine Trocknungspausen zwischen den Schichten, was den Bauprozess erheblich beschleunigt. Besonders zukunftsweisend ist die Integration mit der autonomen HEAP-Plattform — einem Schreitbagger der Robotic Systems Lab der ETH. Damit wurden bereits Strukturen bis 3 Meter Höhe bei 22 cm Wandstärke auf unstrukturiertem Gelände gebaut. Das Team plant die Gründung eines Start-ups für die Markteinführung. Impact Printing gewann 2023 die 3D Pioneers Challenge in der Kategorie Architektur.

Galerie

HEAP-Schreitbagger baut Struktur auf der BaustelleFoto: Gramazio Kohler Research / ETH Zürich
Robotische Oberflächenbearbeitung beim Impact PrintingFoto: Gramazio Kohler Research / ETH Zürich