Ingenieure am Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickeln stabile, aus Glas 3D-gedruckte Bausteine, die sich für den Bau von Gebäuden eignen. Die ineinandergreifenden Bausteine, die aus recyceltem Glas bestehen, können mehrfach wiederverwendet werden und halten ähnlichen Belastungen stand wie Betonblöcke. Diese Entwicklung unterstützt das Konzept der „zirkulären Bauweise“, bei der Baumaterialien am Ende der Lebensdauer eines Gebäudes abgebaut und in neuen Bauprojekten wiederverwendet werden. Dies reduziert die Umweltbelastung und minimiert den CO₂-Fußabdruck der Bauindustrie.
Die neuartigen Glassteine wurden mithilfe einer 3D-Drucktechnologie von Evenline, einem MIT-Spin-off, entwickelt. Jeder Stein hat eine achteckige Form und interagiert ähnlich wie LEGO-Steine, um stabile Strukturen zu bilden. Bei mechanischen Tests zeigten die Glassteine eine Druckfestigkeit, die mit Beton vergleichbar ist. Ein wesentlicher Vorteil ist, dass die Steine am Ende ihrer Nutzungsdauer eingeschmolzen und neu geformt werden können.
Kaitlyn Becker, Professorin für Maschinenbau am MIT, erklärt in einer Mitteilung vom MIT:
„Glas ist ein sehr gut recycelbares Material. Wir nutzen es, um Mauersteine zu erschaffen, die nach der Lebensdauer eines Gebäudes wiederverwendet oder in neue Formen umgewandelt werden können. Diese Wiederverwertbarkeit und die Langlebigkeit des Materials unterstreichen das Potenzial, Glas als zirkuläres Baumaterial zu etablieren.“
Die Forschungsergebnisse der Wissenschaftler wurden auch unter dem Titel „Additive manufacturing of interlocking glass masonry units“ veröffentlicht.
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Mechanische Eigenschaften der Glassteine
Die Glassteine werden aus geschmolzenen Glasflaschen hergestellt, die in einem speziell entwickelten 3D-Drucker geschichtet werden. Jeder Stein enthält zwei Zapfen, die ihn fest mit anderen Steinen verbinden und so eine stabile Wandstruktur ermöglichen. Um Kratzer oder Brüche an den Glasflächen zu verhindern, wird ein zusätzliches Material zwischen den Steinen eingesetzt, das bei Bedarf entfernt werden kann. Dies ermöglicht den erneuten Einsatz oder das Recycling der Bausteine.
Für die mechanische Festigkeit wurden die Glassteine in einer hydraulischen Presse getestet, um ihre Belastbarkeit zu messen. Die stärksten Steine bestanden fast vollständig aus gedrucktem Glas und hielten vergleichbaren Belastungen wie Betonblöcke stand. Diese Ergebnisse zeigen, dass 3D-gedrucktes Glas eine nachhaltige Alternative zu traditionellen Baumaterialien sein könnte.
Zukünftige Einsatzmöglichkeiten
Die Forscher sind bestrebt, die Verwendung der Glasbausteine auf größere Strukturen auszuweiten. Als Demonstration errichteten sie bereits eine gekrümmte Wand aus den ineinandergreifenden Glasbausteinen. Zukünftige Projekte könnten selbsttragende Glasgebäude umfassen, die leicht abgebaut und umgestaltet werden können. Die Forschung wird teilweise durch das Bose Research Grant Program und das MIT Research Support Committee unterstützt.
Michael Stern, ein ehemaliger MIT-Student und Leiter von Evenline, sieht großes Potenzial in dieser neuen Technologie:
„Wir haben eine klare Vorstellung davon, was mit diesem Material möglich ist und wie es im Bauwesen skaliert werden kann. Diese Bausteine könnten in vielen verschiedenen Bauprojekten über Generationen hinweg zum Einsatz kommen.“
Zum Abschluss bleibt die Frage: Wie sehen Sie die Zukunft von Glas als Baumaterial? Insbesondere vor den Möglichkeiten im Bereich der additiven Fertigung? Teilen Sie Ihre Meinung in den Kommentaren mit! Oder abonnieren Sie unseren Newsletter, um regelmäßig über Neuheiten aus der Welt des 3D-Drucks informiert zu bleiben.