In den letzten Jahrzehnten hat sich die Baubranche durch die Automatisierung und Digitalisierung stark verändert. Eine der vielversprechendsten Technologien in diesem Zusammenhang ist der 3D-Betondruck, der zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Bauverfahren bietet, darunter die Reduzierung von Material, Abfall und Energie, ein höherer Grad an geometrischer Komplexität von Bauteilen und eine stärkere Automatisierung. Die derzeitigen additiven Fertigungsverfahren konzentrieren sich jedoch in erster Linie auf schichtweise 3D-Druckverfahren, die in der Regel in horizontalen Schichten angewendet werden. Schichtweise Verfahren bieten zwar eine Reihe von Vorteilen, haben aber auch ihre Grenzen, z. B. eine begrenzte Fähigkeit zur geometrischen Komplexität, wie z. B. Überhänge, die zusätzliche strukturelle Unterstützung benötigen.                                 

Vor kurzem wurde der neuartige Ansatz des 3D-Beton-Injektionsdrucks (I3DCP) vorgestellt, der den schichtweisen Aufbau in Frage stellt und komplexere räumliche Druckbahnen ermöglicht. Bei dieser Technologie wird Beton per Roboter in eine nicht aushärtende Trägerflüssigkeit injiziert, die die gedruckten Stränge unterstützt. Mit dieser Technik können wir komplizierte und filigrane Leichtbaustrukturen schaffen, die mit dem Baustoff Beton heute völlig unbekannt sind. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz von I3DCP die Ausrichtung des Druckpfades auf komplexe räumliche Spannungsverläufe, die in der Entwurfsphase mit gleichgewichtsbasierten Methoden wie der vektorbasierten grafischen Statik (VGS) als Streben- und Bindenetzwerke behandelt werden können. VGS ist ein geometriebasierter Ansatz für die Analyse und den Entwurf von Strukturen im statischen Gleichgewicht, der sich besonders für den Entwurf räumlich komplexer, leichter und materialeffizienter Strukturen eignet. VGS verwendet das Formdiagramm zur Modellierung der Geometrie einer Struktur mit ihren aufgebrachten Lasten und das Kraftdiagramm zur Darstellung des Gleichgewichts der auf die Knoten der Struktur aufgebrachten Kräfte. Durch die Kombination von VGS und I3DCP kann die Geometrie der Gitterstruktur in der frühen Entwurfsphase optimiert werden, um die statischen Anforderungen und Einschränkungen des I3DCP-Herstellungsverfahrens zu erfüllen. Ziel ist es, den 3D-Betondruck effizienter, nachhaltiger und kostengünstiger zu machen und neue Möglichkeiten für Design und Konstruktion zu erforschen, die bisher unvorstellbar waren.