Vom Wald in die Zukunft: WholeTrees kultiviert nachhaltiges Design mit Polycam

Die natürliche Stärke eines unkonventionellen Weges

In einer Welt, die sich zunehmend auf nachhaltiges Bauen konzentriert, nimmt WholeTrees Structures eine Vorreiterrolle ein – genau wie das Holz, für das sie sich einsetzen. Ihre Mission ist es, die CO2-intensive Bauindustrie mit regenerativen Massivholzprodukten zu verändern. Mit Sitz in Madison, Wisconsin, haben sie sich auf Structural Round Timber (SRT) spezialisiert – die Verwendung von nicht zugeschnittenen, ganzen Bäumen, die ihre natürliche, organische Festigkeit und ihre faszinierenden biophilen Formen bewahren.

Kevin Stewart, Architectural Project Manager und Leiter strategischer Initiativen bei WholeTrees, verkörpert den Innovationsgeist des Unternehmens. Als ausgebildeter Landschaftsarchitekt fand Stewarts Leidenschaft für ökologische Nachhaltigkeit und sein tiefes Verständnis für natürliche Baumformen bei WholeTrees eine einzigartige Synergie. „Früher habe ich mit lebenden Bäumen gearbeitet“, erzählt Stewart. „Jetzt arbeite ich mit Bäumen in ihrem Zustand nach dem Leben. Da sie nicht zugeschnitten sind, behalten sie ihre natürliche Form. Es ist, als würde ich alles, was ich bereits wusste, neu entdecken und lernen, aber diesmal aus einer strukturellen oder mechanischen Perspektive.“

WholeTrees fungiert als entscheidendes Bindeglied und begleitet Projekte von der verantwortungsvollen Beschaffung im Wald – oft unter Verwendung von Bäumen, die für die Waldgesundheit entnommen wurden, invasive Arten darstellen oder als Holz für herkömmliche Zwecke als Abfall oder minderwertig gelten – bis hin zur Fertigung, wodurch architektonische Visionen in greifbare, beeindruckende Strukturen verwandelt werden. Doch die Arbeit mit den inhärenten Unregelmäßigkeiten von Rundholz stellte erhebliche Herausforderungen dar, insbesondere bei der Übertragung dieser einzigartigen Geometrien in die präzise Welt des Architektur- und Ingenieurdesigns.

Überwindung der Engpässe beim herkömmlichen Scannen

Vor Polycam verließ sich WholeTrees auf terrestrisches LiDAR-Scanning – eine Faro-Station –, um ihr Holz zu erfassen. Obwohl dies präzise Ergebnisse lieferte, war der Prozess ein Engpass. „Es war sehr aufwendig“, erinnert sich Stewart. „Die Ausrüstung war auf dem Lagerplatz schwer zu handhaben und erforderte eine spezielle Software mit einer steilen Lernkurve. Nur etwa drei Personen im Unternehmen konnten den gesamten Workflow effektiv verwalten, vom physischen Scannen bis zur digitalen Verarbeitung der Punktwolken in nutzbare Polymeshes.“

Dieser Arbeitsablauf konnte bis zu sieben Arbeitstage in Anspruch nehmen, bis ein verarbeiteter, nutzbarer Scan für die Designteams bereitstand. Die Komplexität bedeutete auch, dass die Wissensbewahrung eine Herausforderung darstellte, wenn sich Teammitglieder weiterentwickelten. Die Reibungsverluste waren deutlich spürbar und verlangsamten ein Unternehmen, das sich der effizienten Nutzung natürlicher Ressourcen verschrieben hat. Stewart, der in seiner früheren Tätigkeit bereits mit den mobilen Scanfunktionen von Polycam in Berührung gekommen war, sah eine Chance für einen grundlegenden Wandel.

Ein neuer „Flow“: Integration von Polycam in den Lebenszyklus von Holz

Stewart führte Polycam bei WholeTrees ein, da er das 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 – dem Telefon eines jeden – nutzen kann, bedeutete, dass im Grunde jeder im Unternehmen bereits über die physische Ausrüstung verfügte, die er brauchte“, sagt er.

Die Umstellung war unmittelbar und wirkungsvoll. Der neue Arbeitsablauf für die Erfassung einzelner Holzstücke für Inventar und projektspezifische Zwecke wurde bemerkenswert flüssig:

1. Scan: Sobald ein Baum gefällt und zum Lagerplatz gebracht wurde, wird er hochgehoben (oft einfach auf Sägeböcke, was weniger aufwendige Ausrüstung erfordert als früher). Mit einem iPhone, das mit Polycam Object Capture – dem leistungsstarken Photogrammetrie-Modus der App – ausgestattet ist, und oft einem Selfie-Stick für mehr Reichweite, umkreisen die Teammitglieder das Holz akribisch und nehmen Hunderte von Fotos auf. „Es gibt eine Kunst dabei, die Teil des Polycamming ist und die ich gerne vermittle“, bemerkt Stewart. „Es geht darum, das Telefon so zu führen, dass die Polycam-App ein vollständiges Verständnis der Form entwickeln kann, die man erfassen möchte.“
2. Prozess & Verfeinerung: Die Fotos werden zur schnellen Verarbeitung in ein 3D-Netz in die Polycam-Cloud hochgeladen. Stewarts Team nutzt dann den 3D Model Viewer von Polycam für schnelle Verfeinerungen im Browser. „Wir legen beim Scannen einen Zollstock neben den Baum. Dann können wir das Modell mithilfe des Measurement Tool in Polycam einfach für die maßstäbliche Genauigkeit skalieren und kritische Durchmesser und Längen direkt im Browser überprüfen. Auch die Zuschneide- und Rotationswerkzeuge sind sehr intuitiv, um das Objekt zu isolieren.“
3. Teilen & Zusammenarbeiten: Das bereinigte, maßstabsgetreue 3D-Modell, das über die 3D Exports von Polycam in Formaten wie OBJ oder FBX verfügbar ist, kann dann geteilt werden. „Die Tatsache, dass ich direkt aus dem 3D Model Viewer von Polycam einen teilbaren Link generieren und ihn an jeden senden kann – selbst wenn diese Person kein Konto hat – und sie ihn öffnen, drehen und im Browser betrachten kann, ist als Vorschau unglaublich leistungsstark“, erklärt Stewart. Architekten und Designer integrieren diese Modelle dann in ihre bevorzugten Plattformen wie Revit oder Rhino.

Dieser optimierte Prozess hat alles verändert. „Mit Polycam verkürzte sich unser Scan- und Verarbeitungsworkflow für Rundholz von sieben Werktagen auf etwa einen halben Tag – eine enorme Verbesserung bei Geschwindigkeit und Benutzerfreundlichkeit. Es ist beeindruckend, wie sehr es unsere Fähigkeit verbessert hat, präzise 3D-Modelle schnell mit unseren Designpartnern zu teilen“, betont Stewart. Zwar wird terrestrisches Scannen bei entsprechenden Projektanforderungen nach wie vor eingesetzt, doch die Zahl der Mitarbeiter, die Scans durchführen können, hat sich mit Polycam verdoppelt – von drei auf sechs, mit Potenzial für mehr im Zuge des Unternehmenswachstums. Geografisch verteilte Teams, wie die Fertigungsstätte im Norden von Maine, können Bäume jetzt vor Ort scannen und die Daten über Polycam teilen. Dies ermöglicht eine nahezu verzögerungsfreie Zusammenarbeit mit den Design- und Projektmanagement-Teams in Wisconsin. Zudem sind diese jederzeit verfügbaren, hochwertigen Scans aus Polycam essenziell, um WholeTrees' innovative 3D-Bestandsplattform Timbers kontinuierlich zu erweitern – und Architekten eine vielseitige digitale Bibliothek zu bieten, mit der sie einzigartiges Holz für ihre Entwürfe entdecken und spezifizieren können.  

Innovation auf globaler Bühne präsentieren: Die Architekturbiennale Venedig

Die durch Polycam gewonnene Effizienz und Kooperationsstärke wurden Anfang 2025 auf eine echte Bewährungsprobe gestellt. Forschende der Gruppe Digital Structures des MIT und Architekten von KVA Matx wandten sich an WholeTrees, um als Industriepartner an einer Ausstellung auf der renommierten Architekturbiennale in Venedig mitzuwirken. Das Projekt „TREE FORM“ zielte darauf ab, modernes 3D-Scanning (gestützt auf die Funktionen von Polycam), algorithmisches Design und automatisierte statische Berechnungen zusammenzuführen, um unregelmäßiges, wenig genutztes Holz in architektonische Hochleistungsstrukturen zu verwandeln.

WholeTrees hatte die Aufgabe, das von KVA Matx entworfene Holzbauwerk für die Ausstellung zu beschaffen, zu scannen, zu fertigen und zu liefern – und das innerhalb eines straffen Zeitrahmens von nur zwei Monaten. „Es war aufregend und anspruchsvoll“, berichtet Stewart. Mitglieder des MIT-Forschungsteams arbeiteten in Maine mit WholeTrees zusammen und nutzten Polycam Object Capture, um die ausgewählten Hölzer schnell und präzise zu scannen. Diese 3D-Modelle waren sowohl für die computergestützten Designiterationen des MIT-Teams als auch für die statischen Berechnungen des Ingenieurbüros und WholeTrees-Partners Engineering Ventures unverzichtbar.

„Polycam war von entscheidender Bedeutung“, erklärt Stewart. „Dank der Geschwindigkeit konnten wir den Teams von MIT und KVA Matx zügig die präzisen 3D-Modelle zur Verfügung stellen, die sie für den Entwurf und die Berechnungen der TREE-FORM-Ausstellung benötigten. Ohne diese schnelle und unkomplizierte Scan-Lösung hätten wir die engen Fristen nicht einhalten können.“ Die Möglichkeit, digitale Daten reibungslos zwischen Maine, Wisconsin und dem MIT-Forschungsteam auszutauschen, war ausschlaggebend für den Projekterfolg. Den Höhepunkt bildete die beeindruckende, 3,60 Meter hohe TREE-FORM-Struktur, die nach Venedig transportiert und einem internationalen Publikum präsentiert wurde. Die Ausstellung veranschaulicht eindrucksvoll, wie Technologien wie Polycam dazu beitragen können, den Einsatz nachhaltiger Materialien wie Rundholz weiter zu skalieren.

Eine Zukunft, die auf natürlichen Formen und digitaler Präzision aufbaut

Polycam ist zu einem unverzichtbaren Werkzeug für WholeTrees geworden. Es beseitigt Reibungsverluste im Arbeitsablauf und gibt dem Team den Freiraum, sich ganz auf die Ästhetik und Tragfähigkeit des Holzes zu konzentrieren. Architekten und Ingenieure, die mit WholeTrees arbeiten, erhalten über 3D-Exporte exakte, detaillierte 3D-Polymesh-Modelle der tatsächlich verwendeten Hölzer. Das sorgt für eine bessere Visualisierung, erleichtert die Kollisionsprüfung und ermöglicht präzise Verbindungsdetails in Programmen wie Revit und Rhino. Terrestrisches Scannen kommt zwar bei bestimmten Projekten weiterhin zum Einsatz, doch Polycam hat die Prozesse des Unternehmens spürbar optimiert. Die klare Kommunikation und die hohe Datentiefe schaffen Verlässlichkeit und straffen den gesamten Ablauf vom Entwurf bis zur Fertigung.

Mit Blick auf die Zukunft sieht WholeTrees ein Potenzial für noch mehr technologische Integrationen, einschließlich KI für das Batch-Scannen und Bestandsmanagement, Augmented Reality für die Fertigung und Robotik. Aber das Grundprinzip bleibt: das natürliche Material zu würdigen und seine Anwendung durch intelligente, zugängliche Technologie zu verbessern. WholeTrees baut nicht nur Strukturen; sie kultivieren eine nachhaltigere und ästhetisch reichere Zukunft für die gebaute Umwelt, einen wunderschön einzigartigen Baum nach dem anderen.