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FibR: Von der Uni an den Roboter

Spektakuläre Pavillons der jüngsten Zeit belegen es: Faserverbundstoffe, von Robotern gesponnen, lassen hochkomplexe Geometrien aus dem Rechner Wirklichkeit werden – Architektur, fast ohne Zutun von Menschenhand. Ein junger Architekt und sein internationales Team tüfteln bei Stuttgart an der weiteren Verbreitung dieser „Spinnerei“ im Bauwesen. Ihre Firma kooperiert bereits mit namhaften Architekturbüros

Dieser Beitrag ist unter dem Titel „Der Gründer“ im Deutschen Architektenblatt 01.2020 erschienen.

Von Christoph Gunßer

Immer wenn Moritz Dörstelmann an der Baustelle von Stuttgart21 vorbeikommt, wirft er einen mitleidigen Blick auf die Bauarbeiter, die gerade die Pilzstützen des Bahnhofes errichten: „Da wird noch alles von Hand zusammengebastelt, die Bewehrung wie ein Korb geflochten.“ Die Produktivität am Bau hinkt aus seiner Sicht um Jahrzehnte hinterher. „Ich habe das mal durchgerechnet: Wir hätten das Ganze zu den Kosten der Schalung geschafft.“

Dörstelmann, 33, ist Architekt und Fachmann für Faserverbundkonstruktionen, er studierte unter anderem bei Zaha Hadid und war Assistent am renommierten Stuttgarter Institut für computerbasiertes Entwerfen und Bauen, ICD, bei Professor Achim Menges. Als Spin-off der Uni-Tätigkeit hat er mit Partnern 2017 die Firma FibR gegründet, deren erstes Werk Herstellung und Montage eines Pavillons aus Glas- und Karbonfasern auf der Buga 2019 in Heilbronn war, den er mitentwickelt hatte. Daneben lehrte er schon in Harvard und an der TU München „emerging technologies“.

Die spinnen, die Roboter

Tatsächlich erscheint die rechnergestützte Fertigung von Faserbauteilen derzeit als „the next big thing“ im Bauwesen. Weil umfangreiche Aufträge anstehen, muss die junge Firma demnächst in eine größere Halle umziehen. Vier Roboter werden dann die Projekte abwickeln. Das ist durchaus wörtlich zu nehmen, denn die Greifarme der Maschinen holen die in Harz getränkten Fasern direkt von der Rolle und befestigen sie entsprechend dem kalkulierten Kräfteverlauf exakt an metallenen Hilfsgerüsten, die nach dem Aus­härten des Harzes entnommen werden. Dann lassen sich die Module zu großräumigen Strukturen verknüpfen. Anders als bei herkömmlichen Verfahren, wie dem Laminieren, entsteht kein Verschnitt oder Abfall, die Strukturen sind rezyklierbar – und unschlagbar leicht: „Die 215 Quadratmeter unseres Pavillons in London wogen so viel wie 1,5 Quadratmeter der angrenzenden Wand“, berichtet Moritz Dörstelmann über den Pavillon, den er 2016 am ICD mit Achim Menges für das Victoria & Albert Museum umsetzte.

Wickeln ist fast wie Wachsen

Abgeschaut haben sich die Tüftler das Prinzip natürlich bei Spinne, Käfer und Co. Im Keller der Uni standen zum Beispiel Aquarien, in denen Wasserspinnen unbeirrt von Störungen, „wie nach einem geheimen Algorithmus“, ihre Kokons webten. Doch anders als die Natur können die Ingenieure noch kein zelluläres Wachstum programmieren. Das sequenzielle Wickeln komme dem aber bereits nahe, meint Moritz Dörstelmann. Und die Firma arbeitet an der weiteren Verfeinerung der Prozesse, etwa der Integration von Sensoren, Heiz- und Kühlungssystemen, die quasi als Adern die Tragstrukturen durchziehen. Aus Zellulosefasern und Lignin ließe sich einmal eine Art künstliches Holz spinnen. Mobile Fertigungseinheiten könnten die Gebäude vor Ort herstellen, denn „bisher verschicken wir noch sehr viel Luft“.

Patentiert ist das Verfahren nicht, doch die Firma vertraut auf ihren Wissensvorsprung: Wesentliche Dinge, wie die hochkomplexen Robotercodes, bleiben auch bei Kooperationen Betriebsgeheimnis. FibR kann Projekte sowohl komplett abwickeln – eine vertikale Integration, die es sonst kaum noch gibt – als auch beratend für Architekturbüros tätig werden. Denkbar wären auch Workshops im Rahmen der Weiterbildung durch die Kammern. „Wir möchten die Hemmschwelle abbauen, unsere Verfahren zu nutzen“, so Dörstelmann.

 

Schnittstellen zur Architektur

Die aktuellen Projekte drehen sich um Fassadenelemente, um Sonnenschutzlamellen, um Möbel, Trennwände, aber auch um komplette Tragwerke: Für ein Projekt in Indien entsteht eine mehrstöckige Kuppel aus Basaltfasern, für einen Bau in Reutlingen wickelt FibR 2.500 Quadratmeter Fassade. Auch wenn das modulare Prinzip hier etwas den alten Eiermann-Fassaden gleicht, ist doch die Ausformung viel intelligenter: Je nach Himmelsrichtung wird das Gewebe zum Beispiel unterschiedlich dicht gesponnen.

Für die IBA Stuttgart, die Pavillons als Präsentationsmedium verwenden will, leitet Moritz Dörstelmann die Leichtbau-AG. Er setzt sich für die weitere Anpassung der Zulassungsrichtlinien ein – die Einzelfallprüfung ihrer Bauten lief bislang aber immer problemlos. Mögen Karbonfasern bislang auch relativ teuer und nur energieintensiv herzustellen sein – die Ressourceneffizienz der Konstruktionen ist hoch und die Fertigungskosten bei FibR sind im Vergleich zur Flugzeugindustrie günstig: „Wir können preislich gut mit anderen Bausystemen mithalten“, sagt der Chef, der das vor der Firmengründung nicht nur am Stuttgarter Bahnhofsbau, sondern beispielsweise auch an Dachaufbauten durchgespielt hat. Er ist überzeugt: „Wenn im Zeichen der Nachhaltigkeit endlich der enorme CO2-Ausstoß bei der Herstellung, etwa von Zement, eingepreist wird, sind wir der billigste Anbieter.“

Das Team aus zehn (bald dreizehn) Deutschen, Tschechen, Franzosen, Brasilianern, Italienern, Indern, Spaniern und Griechen, darunter viele Architekten (und derzeit eine Architektin), schaffte es, das Fertigungstempo gegenüber den Uni-Prototypen um das Vierfache zu steigern. Die Bewerberzahlen aus aller Welt sind enorm, die Bürokratie beim Einstellen neuer Leute aber leider auch. Vom schnelllebigen Hype um Start-ups hält Dörstelmann wenig. Was man verdient, wird solide reinvestiert; einen Verkauf schließt er aus.

Kein normales Start-up

Dank der universitären Vorgeschichte blieb der Firma das klassische Henne-Ei-Problem junger Gründer – keine Referenzen, keine Aufträge, darum keine Referenzen – erspart. Es handelt sich bei FibR jedoch um keine reguläre Ausgründung. Vielmehr habe es nach Publikation der Forschungsergebnisse und Experimentalbauten so viele Anfragen potenzieller Anwender der Technologie gegeben, dass deren Ausführung im Rahmen der Uni nicht möglich und sinnvoll erschien. Dörstelmann betont, dass auf diese Weise der Technologietransfer in die Praxis geglückt sei und zahlreiche hoch qualifizierte Arbeitsplätze entstanden sind. Seine ehemaligen Professoren Achim Menges und JanKnippers hat er nur der Seriosität willen als unentgeltliche Berater mit im Boot; mit der Finanzierung der Firma haben sie nichts zu tun.

Diese stellten die vier Gründer, die sich seit der Schulzeit kennen, allein mit Eigenmitteln auf die Beine, um sich nicht den Zwängen des Risikokapitalmarktes zu unterwerfen. Man will „organisch mit den Projekten wachsen“. Die derzeitige Auftragslage erlaubt das. Inzwischen vergibt die Firma selbst Drittmittel an Forschungsinstitute und tritt in Konsortien mit namhaften Firmen auf. Man darf also ­gespannt sein, was das junge Team mit ­seinem bislang ziemlich einzigartigen Ansatz noch erspinnt.

Wir berichten außerdem über den Faser-Pavillon der BUGA 2019 und weitere digital entworfene und gefertigte Holzpavillons

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