Aktuell wird weltweit daran geforscht, den 3D-Druck auf das Bauwesen zu übertragen, um die Arbeitsproduktivität und Ressourceneffizienz zu erhöhen. Die TU Dresden entwickelt seit 2014 auf interdisziplinärer Ebene das automatisierte und schalungsfreie Ortbetonbauverfahren CONPrint3D (Concrete on-site 3D-Printing), bei dem ein schnell erstarrender Beton aus einem Druckkopf geometrisch präzise ausgebracht wird. Die Betongebäudeteile werden Schicht für Schicht erzeugt, sollen vorerst unbewehrt sein und damit eine Alternative zum Mauerwerksbau darstellen. Die gerätetechnische Basis des Großraumroboters stellt zum Beispiel eine modifizierte Autobetonpumpe dar.
Zur Steuerung des Druckkopfes werden die Bahnkoordinaten automatisch aus einem Gebäudedatenmodell generiert. Für ein optimales Druckergebnis sind neben den Geometriedaten weitere Prozessdaten relevant. Bautechnische Informationen, wie das Timing der Schichtabfolge oder die Bandgeschwindigkeit des Druckkopfes, und betontechnologische Daten, wie beispielsweise Erstarrungszeit, Grünstandfestigkeit und weitere Materialparameter, haben maßgeblichen Einfluss auf die Druckqualität. Das Datencontrolling und –management soll durch Building Information Modeling (BIM) gewährleistet werden. Die BIM-Daten werden um die zuvor genannten Informationen erweitert und zum Management des Druckprozesses herangezogen.
Mit diesen Vorgaben wird der Druckkopf gesteuert, der aus den wesentlichen Baugruppen Dosier- und Formgebungseinheit besteht. Die Dosiereinheit erzeugt in Abhängigkeit der Druckgeschwindigkeit einen feindosierten kontinuierlichen Betonfluss. Anschließend wird durch das Formgebungssystem die endgültige Schichtgeometrie geformt.
Die Verknüpfung der BIM-Daten mit dem eigentlichen Fertigungsprozess stellt einen entscheidenden Schritt auf den Weg zur Einführung des Industrie 4.0-Konzeptes in das Bauwesen dar.