Bei den derzeit üblichen 3D-Druck-Verfahren mit holzbasierten Filamenten werden Holzpartikeln mit einem thermoplastischen Bindemittel gebunden. Dies erfordert in der Regel einen hohen Bindemitteleinsatz. Außerdem haben die so erzeugten Produkte mechanische Eigenschaften, die nicht für strukturelle Anwendungen wie Stützen oder Träger geeignet sind.
Daher verfolgen wir einen neuen Ansatz: Wir wollen Bauteile durch das Laminieren einzelner Schichten aus Holzpartikeln und Bindemittel unter hohem mechanischen Druck herstellen. Dadurch können die für Bauanwendungen erforderlichen mechanischen Eigenschaften erreicht und die erforderliche Menge an Bindemittel reduziert werden.
Für den Aufbau der einzelnen Schichten wenden wir das neuartige Verfahren »Individual Layer Fabrication« (ILF) an. Die Form der einzelnen Schichten soll durch selektives Binden von Holzpartikeln erreicht werden. Damit unterscheidet sich das ILF-Verfahren vom Einzelschichtverfahren »Laminated Object Manufacturing« (LOM), bei dem jede aufzulaminierende Schicht nachträglich in Form geschnitten wird, was Abfälle produziert.
Ein weiterer Vorteil des ILF-Verfahrens ist, dass sich Elemente mit ungefüllten, geschlossenen Hohlräumen herstellen lassen, was bei anderen Verfahren des selektiven Bindens nicht möglich ist. Dies erhöht den architektonischen Gestaltungsspielraum und könnte zu weiteren Materialeinsparungen führen.
Mithilfe des ILF-Verfahrens können Bauteile in einem kontinuierlichen Prozess vorgefertigt werden. Das trägt dazu bei, die Baugeschwindigkeit zu erhöhen. Neben Frischholz lassen sich mit unserem Verfahren auch Reste der holzverarbeitenden Industrie verarbeiten.
Unser Projekt ist Teil des transregionalen Sonderforschungsbereiches »Additive Manufacturing in Construction (AMC) – The Challenge of Large Scale«, gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Übergeordnetes Ziel der Zusammenarbeit ist es, die additive Fertigung für das Bauwesen interdisziplinär zu erforschen. Mit unserem Teilprojekt tragen wir dazu bei, dass nachwachsende Rohstoffe für die großtechnische additive Fertigung im Bauwesen genutzt werden können.
Fraunhofer-Institut für Holzforschung 
