Ohne Schalung: Freiformen aus Beton

Das Unternehmen Clever Contour aus Leoben in Österreich hat unter dem Namen i-Contour Ende vergangenen Jahres eine neuartige Technologie auf den Markt gebracht. Mit ihr können erstmals Unikate in Betonform ohne Schalung gefertigt werden. 

„Ab Losgröße eins sind alle möglichen Freiformen im Sinne von Industrie 4.0-Lösungen kostengünstig realisierbar“, sagt Rudolf Stonawski, Geschäftsführer des Start-Up-Unternehmens Clever Contour GmbH. Thermoplastische Kunststoffe werden von einer speziell entwickelten voll automatisierten Anlage gebogen und als formgebende Struktur gesetzt. Unter Einsatz von handelsüblichem Trockenspritzbeton lassen sich mit i-Contour ortsunabhängig Bauteile in Feinputzqualität vorfertigen oder auch auf der Baustelle logistisch einfach produzieren.

Perspektiven für Architektur und Design

Mit der neuartigen i-Contour Technologie können für geringere Kosten variabel geformte Elemente aus verschiedenen – unter anderem auch schallabsorbierenden und textilen – Materialien umgesetzt werden. In Abhängigkeit von der Größe des Objektes ist so eine Kostenreduktion um bis zu 90 Prozent möglich. Freiformen, die bislang nicht direkt am Bau umgesetzt werden und nur in großen Serien finanzierbar waren, sind nun in jedem Entwurf realisierbar. Insbesondere werden Projekte in Bezug auf die individuelle und kreative Gestaltung unterstützt, oder um punktuell Akzente bei einem Bau zu setzen. Fassadenteile, Trennwände, Außenmöblierungen oder beliebige Raumelemente lassen sich nach individuellem Design fertigen und sind als figurative Elemente einfach umsetzbar. Stadtmöbel oder großformatige Pflanzenbehältnisse sind auch in geringer Stückzahl mit einzigartigen Designs machbar. Die i-Contour Technologie ermöglicht erstmals, dass auch nach oben schließende Formen mit Innenwölbungen realisierbar sind – etwa einsetzbar für Stadtmöbel oder Pflanzentröge.

Unterstützend für die Planung

Als planerisches Werkzeug dient CC-Tools, ein eigens entwickeltes, auf Grasshopper basierendes Plug-In für die Modellierungssoftware Rhinoceros 3D, das kostenfrei über die Webseite (www.clevercontour.com) beziehbar ist. Clever Contour unterstützt insbesondere das moderne, parametrische Design.

„Die neu entwickelte Methode eignet sich besonders dafür, feine Designelemente für gewerbliche Nutzungen zu entwerfen oder ausgefallene Bauherrenwünsche zu erfüllen“, betont Designer Benedikt Stonawski, der die Leistungsfähigkeit der neuen Technologie mit einer Torsion Furniture aus Corian unter Beweis stellte, die auf der Dutch Design Week 2016 und dem Salone del Mobile in Mailand 2017ausgestellt war.

Originelle Entwürfe für Restaurants, Arztpraxen, Anwaltsbüros, Hotels oder Wohnhäuser bedeuten oft einen Mehrwert. Fein polierte Oberflächen oder Spezialputze sind mit der Methode kombinierbar.

Günstiger als herkömmliche Schalungsmethoden

Mit den i-Contour-Freiformen lässt sich der besondere Anspruch an individuelle Raumwirkung auch bei niedrigeren Budgets erfüllen. Die neuartige Methode ist um ein Vielfaches günstiger als die herkömmliche Schalungsmethode, da die Sonderanfertigung der Schalung entfällt. Bislang hatte das den Gestaltungsspielraum reduziert. Ausgefallene Vorstellungen in der Gestaltung waren innerhalb des vorhandenen Kostenrahmens nicht unterzubringen. Im Vergleich zur Schalungstechnik sind in Abhängigkeit von der Größe des Objektes nach Angabe des Anbieters die Entstehungskosten beim Einzelobjekt um bis zu 90 Prozent geringer. Das Verfahren ermöglicht somit kostengünstig kreative Vielfalt und Individualität.

Neue Lösungen für Ingenieurbüros

Clever Contour bedient sich mit dem neuen Verfahren der Spritzbetontechnik, die als kostengünstige und haltbare Stabilisierungsmethode bekannt ist. Ein Kunststoffgerüst, bestehend aus einzeln vorgefertigten Strängen, dient als formgebende Struktur für die Aufbringung des Spritzbetons. „Zugfestigkeit kann derzeit beispielsweise über Carbonmatten in Kombination mit Stahl aufgenommen werden. Wir arbeiten daran, bald ganz ohne Stahlarmierung auszukommen“, sagt Sigurd Reiss, technischer Leiter von Clever Contour.

Das individuelle Grundgerüst wird durch den patentierten Fertigungsroboter stückweise zurechtgebogen. Am Computer geplante und berechnete Formen sind von der Maschine direkt interpretierbar und reproduzierbar. Jene digitale Produktionskette hat den Vorteil, dass am Computer geplante und geprüfte Bauteile auf verlässliche Art, kontrollierbar vorproduziert werden.

Büros, die sich mit Freiformen und ihren bauphysikalischen Eigenschaften beschäftigen, sind grundsätzlich in der Lage, die notwendigen Berechnungen für i-Contour Projekte vorzunehmen. Sie können ihre statischen Expertisen auf Basis des digitalen Architekturmodells erstellen und das eigens entwickelte Plug-In CC-Tools in die Software integrieren. Unproblematisch ist es auch, behördliche Einreichungen für die Konstruktionen vorzunehmen, da die von Clever Contour entwickelte Technologie auf einer Ebene mit Methoden ist, welche die aufwändigere Schalungstechnik zum Einsatz bringen.

Anforderungsgerechte Sonderlösungen

i-Contour wird auch speziellen Anforderungen an Akustik und Brandschutz gerecht, die durch den Einsatz von Sonderputzenumsetzbar sind. Die neuartige Technologie wird beispielsweise nahegelegt, wenn schallbrechende Eigenschaften in der Akustik gefordert sind oder bei großen Raumhöhen eine Alternative zu aufwendigen Maßnahmen im Trockenbau erforderlich ist. Durch entsprechende Armierung sind die erstellten Objekte auch selbsttragend – hier unterscheidet sich das Verfahren grundlegend zum 3D-Druck von Betonobjekten.

Vorteile für die Bau- und Immobilienwirtschaft

Die Bauteile werden mit einer äußerst geringen Stärke von ca. neun Zentimetern gefertigt. Der schlanke Aufbau reduziert das Gewicht gegenüber vergleichbaren Objekten, die in herkömmlicher Schalungstechnik gefertigt sind, um die Hälfte. Die kleinteiligen und leichten Kunststoffstränge erleichtern den Transport fertiger Objekte an den Zielort. Bei der Produktion auf der Baustelle ergeben sich durch das Trockenspritzverfahren logistische Vorteile, weil auch in großer Höhe oder in Hinterhöfen ohne Zufahrt produziert werden kann. Der Zement wird im Schlauch an den Ort der Verarbeitung geblasen, wo das Wasser hinzukommt und die Mischung auf die zusammengesetzten Kunststoffgerüste aufgetragen wird.

Geeignet für jede Baustelle

Die vorgefertigten Einzelteile der formgebenden Kunststoffstruktur lassen sich einfach und ohne besonderes Werkzeug oder spezielles Fachwissen zusammensetzen. Der überschaubare Bausatz wird für jedes Konstruktionselement extra und übersichtlich an den Produktionsort geliefert. Für Baufirmen, welche die Methode als eigene Bauleistung anbieten wollen, besteht auch die Möglichkeit, einen Produktionsroboter selbst zu betreiben.

Im Unterschied zu Verfahren im 3D-Druck unterstützt die von Clever Contour entwickelte Technologie insbesondere auch Projekte in größeren Maßstäben. Die eingesetzte Spritzbetontechnik ist im Bauwesen bekannt und lässt sich mit handelsüblichen Kompressoren und Düsen durchführen. Im Gegensatz zu der am Tiefbau eingesetzten Technik ist das angewendete Trockenspritzverfahren weit feiner. Die neuartige Methode ist exakter, und das garantiert deutlich mehr Sauberkeit auf der Baustelle.

Unterstützend für nachhaltige Projekte

Im Unterschied zu 3D Druck Beton wird der Zement für das Trockenspritzverfahren mit i-Contour in reiner Form und ohne chemische Zusatzstoffe eingesetzt. Die Kunststoffstruktur lässt sich auch mit Recyclingkunststoffenoder nachhaltig produzierten Ersatzprodukten aus der Natur ausführen. Bezüglich Haltbarkeit hat die Kunststoffstruktur im Vergleich zu Stahl den Vorteil, nicht korrodieren zu können. Wassereintrag ist daher weit weniger problematisch. Durch den Einsatz von Carbonmatten wird die Gefahr der Korrosion zusätzlich gesenkt.

Gerade in Kombination mit exponierten Freiformen trägt dies zur langen Haltbarkeit eines Gebäudes oder Bauteiles bei, weshalb sich der Einsatz auch bei der Grünplanung im gebauten Raum anbietet. Pflanzenbehälter auf Dächern, Terrassen oder auf Balkonen und an der Fassade können kostengünstig und projektbezogen produziert werden. Für Immobilien als „Green Buildings“ oder für Stadtentwicklungen als „Green City“ kann das i-Contour Verfahren eine positive Ergänzung darstellen.

Erfolgreiche Designprojekte

• Zur Demonstration der Leistungsfähigkeit der neuartigen Technologie wurde von Designer Benedikt Stonawski eine Torsion Furniture aus Corian entworfen, die auf der Dutch Design Week 2016 ausgestellt war. Die international maßgebende Designerin Rossana Orlandi stellte die hochinnovativen Möbel im Robotic Bend Design im Rahmen des Salone del Mobile 2017 in Mailand aus.
• An der TU Berlin beschäftigten sich Architekturstudierende des Instituts für Landschaftsgestaltung (Prof. Cordula Loidl-Reisch & Florian Zwangsleitner, MSc) mit Designs und demonstrierten die Vielfalt, die Clever Contour in der Planung von Betonformen für Pflanzen hervorbringt.
• An der Universität für Angewandte Kunst in Wien wurde im Rahmen der Architecture Challenge 2016 eine Skulptur aus automatisiert gefertigten Einzelteilen gebaut, und die Teilnehmer offenbarten ein reichhaltiges Potenzial im Umgang mit Material und Form.

Bild: Fertiger Pavillon: i-Contour ermöglicht eine Kostenersparnis um bis zu 90 Prozent im Vergleich zur Schalungstechnik — dabei sind der kreativen Vielfalt keine Grenzen gesetzt.