Die natürliche Stärke eines unkonventionellen Wegs

In einer Welt, die sich zunehmend auf nachhaltiges Bauen konzentriert, ragt WholeTrees Structures ebenso empor wie das Holz, für das das Unternehmen einsteht. Ihre Mission ist es, die kohlenstoffemittierende Bauindustrie mit regenerativen Massivholzprodukten zu verändern. Das Unternehmen mit Sitz in Madison, Wisconsin, ist auf Structural Round Timber (SRT) spezialisiert – die Verwendung ungeschliffener, ganzer Bäume, die ihre natürliche, organische Stärke und ihre faszinierenden biophilen Formen bewahren.

Kevin Stewart, Architektur-Projektmanager und Leiter strategischer Initiativen bei WholeTrees, verkörpert den Innovationsgeist des Unternehmens. Als ausgebildeter Landschaftsarchitekt fand Stewarts Leidenschaft für ökologische Nachhaltigkeit und sein tiefes Verständnis natürlicher Baumformen bei WholeTrees eine einzigartige Synergie. „Früher habe ich mit lebenden Bäumen gearbeitet", erzählt Stewart. „Jetzt arbeite ich mit Bäumen in ihrem postmortalen Zustand. Weil sie nicht geschliffen sind, behalten sie ihre natürliche Form. Es ist, als würde ich alles, was ich bereits wusste, neu entdecken und wieder lernen – nur habe ich nie darüber nachgedacht, aus einer strukturellen oder mechanischen Perspektive."

WholeTrees fungiert als entscheidendes Bindeglied, das Projekte von der verantwortungsvollen Beschaffung aus dem Wald – häufig werden Bäume genutzt, die aus Gründen der Waldgesundheit, wegen invasiver Arten oder als für die traditionelle Holzwirtschaft wertlos geltendes Holz entnommen wurden – über die Fertigung bis hin zur Umsetzung architektonischer Visionen in greifbare, beeindruckende Strukturen führt. Doch die Arbeit mit den inhärenten Unregelmäßigkeiten von SRT brachte erhebliche Herausforderungen mit sich, insbesondere bei der Übersetzung dieser einzigartigen Geometrien in die präzise Welt der Architektur- und Ingenieurplanung.

Die Engpässe des traditionellen Scannens überwinden

Vor Polycam verließ sich WholeTrees auf terrestrisches LiDAR-Scannen – eine Faro-Station –, um sein Holz zu erfassen. Obwohl es Genauigkeit bot, war der Prozess ein Engpass. „Es war sehr aufwendig", erinnert sich Stewart. „Die Ausrüstung war im Hof schwer zu handhaben und erforderte spezielle Software mit einer steilen Lernkurve. Nur etwa drei Personen im Unternehmen konnten den gesamten Workflow effektiv bewältigen – vom physischen Scannen bis zur digitalen Verarbeitung der Punktwolken zu nutzbaren Polymeshes." 

Dieser Workflow konnte bis zu sieben Arbeitstage dauern, bis ein verarbeiteter, nutzbarer Scan für die Designteams bereit war. Die Komplexität bedeutete außerdem, dass der Wissenserhalt eine Herausforderung darstellte, wenn Teammitglieder wechselten. Die Reibung war deutlich spürbar und bremste ein Unternehmen, das der effizienten Nutzung natürlicher Ressourcen verpflichtet ist. Stewart, der Polycams mobile Scanfunktionen bereits in seiner vorherigen Rolle kennengelernt hatte, erkannte die Chance für einen tiefgreifenden Wandel.

Ein neuer „Flow": Polycam in den Holzlebenszyklus integrieren

Stewart führte Polycam bei WholeTrees ein, da er dessen Potenzial erkannte, die 3D-Erfassung zu demokratisieren. „Die Geschwindigkeit, die Zugänglichkeit, die großartige Benutzeroberfläche von Polycam und die Tatsache, dass man es auf einem Telefon nutzen kann – auf jedermanns Telefon – bedeuteten, dass praktisch jeder im Unternehmen bereits die physische Ausrüstung besaß, die er brauchte", sagt er.

Die Veränderung war unmittelbar und wirkungsvoll. Der neue Workflow zur Erfassung einzelner Holzstücke für Inventar- und projektspezifische Zwecke wurde bemerkenswert flüssig:

1. Scannen: Sobald ein Baum gefällt und auf den Hof gebracht wurde, wird er angehoben (oft nur auf Böcke, was weniger intensive Ausrüstung erfordert als zuvor). Mit einem iPhone, das mit Polycam Object Capture ausgestattet ist – dem leistungsstarken Photogrammetrie-Modus der App – und oft einem Selfie-Stick für größere Reichweite gehen die Teammitglieder sorgfältig um das Holz herum und machen Hunderte von Fotos. „Darin steckt eine Kunst, die Teil des Polycamming ist und die ich liebe zu vermitteln", merkt Stewart an. „Es geht darum, das Telefon so zu führen, dass die Polycam-App ein vollständiges Verständnis der Form aufbauen kann, die man erfassen möchte."
2. Verarbeiten & Verfeinern: Die Fotos werden in die Cloud von Polycam hochgeladen und dort schnell zu einem 3D-Mesh verarbeitet. Stewarts Team nutzt anschließend den 3D Model Viewer von Polycam für schnelle Verfeinerungen im Browser. „Wir legen beim Scannen einen Zollstock neben den Baum. Mit dem Measurement Tool in Polycam können wir das Modell dann problemlos für maßliche Genauigkeit neu skalieren und wichtige Durchmesser und Längen direkt im Browser prüfen. Auch die Zuschneide- und Rotationswerkzeuge sind sehr intuitiv, um das Objekt zu isolieren."
3. Teilen & Zusammenarbeiten: Das bereinigte, maßstabsgetreu skalierte 3D-Modell, das über die 3D Exports von Polycam in Formaten wie OBJ oder FBX verfügbar ist, kann anschließend geteilt werden. „Die Tatsache, dass ich direkt aus dem 3D Model Viewer von Polycam einen teilbaren Link erzeugen, ihn an jede andere Person senden kann – selbst wenn sie kein Konto hat – und diese ihn öffnen, drehen und in ihrem Browser ansehen kann, ist als Vorschau unglaublich leistungsstark", erklärt Stewart. Architekten und Designer integrieren diese Modelle anschließend in ihre bevorzugten Plattformen wie Revit oder Rhino.

Dieser optimierte Prozess war transformativ. „Mit Polycam verkürzte sich unser Scan- und Verarbeitungsworkflow für strukturelles Rundholz von sieben Arbeitstagen auf etwa einen halben Tag – eine dramatische Verbesserung bei Geschwindigkeit und Bedienkomfort. Es ist wirklich unglaublich, wie sehr das unsere Fähigkeit verändert hat, präzise 3D-Modelle schnell mit unseren Designpartnern zu teilen", betont Stewart. Terrestrisches Scannen wird zwar weiterhin eingesetzt, wenn ein Projekt es erfordert, doch die Zahl der Mitarbeitenden, die Scans durchführen können, hat sich mit Polycam von drei auf sechs verdoppelt – mit Potenzial für weitere, wenn das Unternehmen wächst. Geografisch verteilte Teams, etwa der Fertigungsstandort im Norden von Maine, können Bäume nun scannen und die Daten über Polycam teilen, was die Zusammenarbeit mit den Design- und Projektmanagementteams in Wisconsin nahezu augenblicklich erleichtert. Darüber hinaus werden diese jederzeit verfügbaren, hochwertigen Scans, die mit Polycam erstellt wurden, entscheidend dazu beitragen,  die innovative Timbers-3D-Inventarplattform von WholeTrees weiter auszubauen und Architekten eine reichhaltige digitale Bibliothek zu bieten, in der sie einzigartiges Holz für ihre Entwürfe erkunden und spezifizieren können.  

Innovation auf einer globalen Bühne: Die Architektur-Biennale Venedig

Die Effizienz und die kollaborative Kraft, die Polycam freigesetzt hat, wurden Anfang 2025 einer großen Bewährungsprobe unterzogen. Forschende der Gruppe Digital Structures am MIT und Architekten von KVA Matx wandten sich an WholeTrees, um Industriepartner für eine Ausstellung auf der renommierten Architektur-Biennale Venedig zu werden. Das Projekt „TREE FORM" zielte darauf ab, die Integration von aufkommendem 3D-Scannen (unter Nutzung der Polycam-Funktionen), algorithmischem Design und automatisierter Ingenieuranalyse zu erforschen, um unregelmäßiges, kaum genutztes Holz in leistungsstarke architektonische Strukturen zu verwandeln.

WholeTrees war damit beauftragt, die von KVA Matx entworfene Holzstruktur für die Ausstellung zu beschaffen, zu scannen, zu fertigen und zu liefern – und das alles innerhalb eines komprimierten Zeitrahmens von zwei Monaten. „Es war aufregend und herausfordernd", gibt Stewart zu. Mitglieder des MIT-Forschungsteams arbeiteten mit WholeTrees in Maine zusammen und nutzten Object Capture von Polycam, um schnell präzise Scans der ausgewählten Hölzer zu erstellen. Diese 3D-Modelle waren entscheidend für die computergestützten Designiterationen des MIT-Forschungsteams und für die Tragwerksplaner von WholeTrees' Partnerunternehmen Engineering Ventures, die die statische Analyse durchführten.

„Polycam war von entscheidender Bedeutung", stellt Stewart fest. „Seine Geschwindigkeit ermöglichte es uns, den Teams von MIT und KVA Matx schnell die präzisen 3D-Modelle zu liefern, die sie für ihre Design- und Analysearbeit an der TREE FORM-Ausstellung benötigten. Ohne diese schnelle, zugängliche Scanfunktion hätten wir die knappen Fristen nicht einhalten können." Die Möglichkeit, die digitalen Assets schnell zwischen Maine, Wisconsin und dem MIT-Forschungsteam auszutauschen, war entscheidend für den Erfolg des Projekts und gipfelte in der beeindruckenden, 12 Fuß hohen TREE FORM-Struktur, die nach Venedig verschifft und einem internationalen Publikum präsentiert wurde. Die Ausstellung selbst zeigt, wie Technologie wie Polycam dazu beitragen kann, den Einsatz nachhaltiger Materialien wie SRT zu skalieren.

Eine Zukunft aus natürlichen Formen und digitaler Präzision

Polycam ist zu einem äußerst nützlichen Werkzeug in der Mission von WholeTrees geworden, das Reibung aus ihrem einzigartigen Workflow nimmt und das Team in die Lage versetzt, sich auf die Schönheit und die strukturelle Integrität des Holzes zu konzentrieren. Architekten und Ingenieure, die mit WholeTrees zusammenarbeiten, erhalten nun detaillierte, präzise 3D-Polymesh-Modelle genau der Hölzer, die für ihre Projekte bestimmt sind – geliefert über 3D Exports –, was eine bessere Designvisualisierung, Kollisionsprüfung und präzise Anschlussdetails in Software wie Revit und Rhino ermöglicht. Terrestrisches Scannen wird zwar weiterhin für bestimmte Projekte eingesetzt, doch Polycam hat die Prozesse des Unternehmens erheblich optimiert. Diese klare Kommunikation und der Datenreichtum fördern das Vertrauen und straffen die gesamte Pipeline vom Design bis zur Fertigung.

Mit Blick in die Zukunft sieht WholeTrees Potenzial für noch weitere technologische Integrationen, darunter KI für Stapelscannen und Inventarverwaltung, Augmented Reality für die Fertigung und Robotik. Doch das Kernprinzip bleibt: das natürliche Material zu ehren und seine Anwendung durch intelligente, zugängliche Technologie zu verbessern. WholeTrees baut nicht nur Strukturen; das Unternehmen kultiviert eine nachhaltigere und ästhetisch reichere Zukunft für die gebaute Umwelt – Baum für Baum, jeder auf seine Weise wunderschön und einzigartig.

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