Massachusetts Institute of Technology Studiengang Architektur und Planung, Fachbereich Architektur

"Seit der Zeit Michelangelos bis heute haben Architekten mit Modellen wichtige Bauvorhaben visualisiert. Mit dem ZPrinter erhalten wir schnell und unkompliziert feinflächige Modelle und Bauteile. Die Architekten von morgen lernen damit bereits heute den Umgang mit modernster Modellierungs- und Herstellungstechnik. Als Doktorand habe ich erlebt, wie mich der 3D- Drucker voranbrachte, als ich für mein Palladio- Projekt die Architekturmodelle fertigbringen musste. ... Als zukünftiges Mitglied der Fakultät sah ich vor allem, wie sich mit dem ZPrinter die Lehrqualität für die Studenten verbessern ließe." - Lawrence Sass, Juniorprofessor, Architekturinstitut am MIT

 

Das Massachusetts Institute of Technology (MIT) ist eine unabhängige, privatfinanzierte Lehr- und Forschungseinrichtung. Das MIT umfasst fünf Fächergruppen und ein College. Insgesamt gibt es 34 Fakultäten, Sparten und Kurse mit akademischem Abschluss, zahlreiche fächerübergreifende Zentren, Labors und Programme, deren Arbeit über die klassischen Institutsgrenzen hinausgeht. Das MIT genießt weltweit einen hervorragenden Ruf. Zu den Absolventen gehören acht Nobelpreisgewinner. Das Architekturinstitut gehört zum Fachbereich Architektur und Planung. Es wurde 1865 gegründet und bietet den ältesten Architektur-Studiengang der USA an. Am Institut können die Studenten Abschlüsse in den Studiengängen Architekturdesign, Bautechnik, Computation sowie Geschichte, Theorie und Kritik und Bildende Künste erwerben.

Die Herausforderung

Kürzere Bauzeiten für Architekturmodelle

Das Architekturinstitut am MIT bietet einen der ältesten und angesehensten Architekturstudiengänge der USA an. Über viele Jahre hinweg modellierten die Fakultätsmitglieder und Studenten ihre maßstabsgetreuen Architekturmodelle manuell. Gearbeitet wurde mit unterschiedlichsten Materialien wie Papier und Karton, Schaumstoffplatten und Kunststoff. Die manuelle Modellierung bringt jedoch Nachteile mit sich, wegen derer diese Technik im Architekturstudium und bei Forschungsprojekten des MIT nur bedingt brauchbar war, erklärt Lawrence Sass, Juniorprofessor im Fachbereich Architektur.

Laut Sass sind Modelle wichtig für die Visualisierung, Einprägung und Weitergabe architektonischer Vorstellungen. Aber wenn man Modelle mit der Hand bauen muss, dauert das zu lange und erfordert handwerkliches Geschick und Können, das ein Architekt nicht haben muss. Ganz abgesehen davon lassen sich komplexe Gebäudestrukturen oder schmuckvolle Details damit nicht darstellen.

Sass spricht aus eigener Erfahrung. Ende der 90er Jahre setzte er sich im Rahmen eines Forschungsprojekts die Aufgabe, die italienischen Villen von Palladio wiederherzustellen. Andrea Palladio gilt heute als der bedeutendste Architekt aller Zeiten. Er revolutionierte im 16. Jahrhundert mit seinen Schriften die westliche Architektur. Seine Prinzipien sind noch heute gültig, und lassen sich noch an den 40 Villen studieren, die er für reiche Adlige in Venetien (italienische Region mit Hauptstadt Venedig) errichtete. Von den insgesamt 40 Villen, für die Pläne existieren, wurden nur 19 gebaut.

Als Sass mit der Arbeit an Palladios nicht gebauten Villen begann, stellte er fest, dass die reich verzierten Säulen, Gesimse und Gesimsleisten von Hand schwer zu modellieren waren, insbesondere unter der Zeitvorgabe seines Projekts. Sass schlug daraufhin dem MIT vor, ein Rapid-Prototyping-System anzuschaffen, mit dem sich die Modell-Bauteile anfertigen ließen. Dann könnte er seine Arbeit über die Palladio-Villen abschließen, könnte künftigen Architekturforschern einen Dienst erweisen, und das Bildungsangebot des MIT durch kürzere Bauzeiten von Architekturmodellen stärken.

Die Lösung

ZPrinter stellen schnell präzise Architekturbauteile her

Die Anforderungen an ein Rapid-Fabrication-System, das alleine der Herstellung von Bauteilen für Architekturmodellen dient, gleichen den Anforderungen an eine Maschine für die Prototypisierung von Konsum- oder Investitionsgütern. Das System muss also schnell sein, damit es möglichst viele Studenten und Dozenten nutzen können. Es muss in der Lage sein, komplexe geometrische Gebilde und schmuckreiche Architekturelemente zu reproduzieren. Die Modelle müssen feinflächig sein und frei von Stützvorrichtungen oder Abbrechteilen. Und es muss in einem normalen Unterrichtsraum einsetzbar sein (also kein Bedarf an spezieller Laboreinrichtung und/oder besonders geschultem Bedienpersonal). Angesichts dieser Auswahlkriterien war bald klar, dass ein 3D-Drucker her musste. Klar war auch bald, dass das MIT für das geeignetste Fabrikat nicht in die Ferne schweifen musste.

Sass und seine Berater am MIT entschieden sich für einen ZPrinter. Dafür sprachen eine Reihe von Gründen. Das Modell der Wahl war schneller als alle anderen 3D-Drucker. Die Modelle waren feinflächig und kamen ohne Stützvorrichtungen aus. Komplexe Formen waren auch kein Problem, genauso wenig wie der Betrieb in normalen Unterrichtsräumen. Und schließlich lag ihm Technik zugrunde, die am MIT entwickelt wurde. Als Doktorand habe ich erlebt, wie mich der 3D-Drucker voranbrachte, als ich für mein Palladio-Projekt die Architekturmodelle fertigbringen musste, erinnert sich Sass. Als zukünftiges Mitglied der Fakultät sah ich vor allem, wie sich mit dem ZPrinter die Lehrqualität für die Studenten verbessern ließe.

Ein Jahr nachdem Sass (auch mit Hilfe des ZPrinter) die Modelle der nicht gebauten Palladio-Villen fertiggebracht und seinen Doktortitel hatte, fing er am Architekturinstitut zu arbeiten an. Ihn beschäftigte die Frage, wie die Studenten den 3D-Drucker praktisch nutzen könnten. Weil sich dieser bei den komplexen geometrischen Gebilden aus Palladios Entwürfen bestens bewährt hatte, war Sass klar, dass sich damit auch moderne Architektur problemlos modellieren lässt. Also erarbeitete Sass 2002 ein neuartiges Architekturseminar. Darin lernen Studenten der höheren Semester, wie sie mit Rapid- Prototyping-Techniken architektonische Entwürfe modellieren. Während des Seminars arbeiten die Studenten in Teams und planen zusammen einen Wolkenkratzer oder einen Turm. Erst wird mit entsprechender Software ein Volumenmodell geplant, aus dem dann mit dem ZPrinter ein physisches Modell aufgebaut wird.

Wir möchten, dass unsere Architekturstudenten neue kreative Möglichkeiten entdecken. Dabei kommen dann meist komplexe geometrische Formen heraus, die man mit bloßen Händen einfach nicht hinkriegt. (Lawrence Sass)

Das Ergebnis

Ein modernes Architekturdesign- Seminar, auf das Top-Firmen aufmerksam werden

Nachdem das Architekturinstitut des MIT den ZPrinter aufgestellt hatte, konnte Sass plan- und maßstabsgetreue Modelle von Palladios nicht gebauten Villen modellieren. Später war der Drucker die Grundlage für ein wegweisendes Architekturseminar in digitalen Herstellungstechniken, das inzwischen die Aufmerksam führender Architekturbüros geweckt hat. Das Seminar war ein Riesenerfolg, streicht Sass heraus. Die Studenten arbeiten gern mit anderen zusammen, sie lernen eine Menge und knüpfen Kontakte, die ihnen vielleicht später im Beruf helfen.

Die Studenten, die einen Platz im notorisch überbelegten Seminar ergattert hatten, erhielten bei einer Exkursion nach London die Gelegenheit, ihre Turmmodelle dem Computermodellierungs-Team von Norman Foster and Partners (einem führenden britischen Architekturbüro) vorzustellen. Eine andere Top-Adresse – das New Yorker Büro Kohn Pederson Fox Associates – übernimmt bereits Aspekte der Gebäudeprototypisierung, die im Seminar entwickelt wurden.

Sass sieht den 3D-Druck als großen Fortschritt: Seit der Zeit Michelangelos bis heute haben Architekten mit Modellen wichtige Bauvorhaben visualisiert. Mit dem ZPrinter erhalten wir schnell und unkompliziert feinflächige Modelle und Bauteile. Die Architekten von morgen lernen damit bereits heute den Umgang mit modernster Modellierungs-und Herstellungstechnik.