3D Beton printen

Casus.

Arconiko architecten deed mee aan een onderzoeksproject, geinitieerd door Booosting en de TU/eindhoven. Architecten en producenten werden 3 middagen bij elkaar gezet om een visie en een ontwerp neer te zetten wat er in de Nederlandse bouwwereld als eerst geprint moet gaan worden als de beton printer zijn intrede gaat doen.

Printer.

De betonprinter lijkt een beetje op een bovenloop-hijskraan uit een industriehal, met in plaats van een hijskabel, een op een neer beweegbare en draaibare printkop voor beton. Daaraan zit, via een slang, een betonmeng- en pompinstallatie. Het geheel is computergestuurd.

Techniek.

Beton printen is totaal anders dan het traditionele storten van beton. Een van de nieuwe mogelijkheden is het maken van zeer fijne betonstructuren. Bij het traditionele storten van beton bepaalt de bekisting de uiteindelijke vorm van beton, en die is vrij lomp. Met betonprinten moeten bouwers straks details zo klein als een erwt kunnen maken.

Mogelijkheden.

Een andere nieuwe mogelijkheid is het printen van verschillende soorten, kwaliteiten en kleuren beton, en dat allemaal in 1 product. Daarmee kan bijvoorbeeld een complete wand geprint worden, met alle benodigde functionaliteit. Zo’n wand heeft met vezels versterkt beton waar hij sterk moet zijn, een actieve isolerende laag voor de warmte, aan de buitenkant vuilafstotend beton zodat de gevel schoon blijft, en aan de binnenkant een laag die zorgt voor prettige akoestiek.
Het printen van beton geeft ook de mogelijkheid om slimme componenten direct op de juiste plaats in te brengen. Denk aan draadloze sensoren, bijvoorbeeld om temperatuur te meten, of voor verlichting die aangaat wanneer iemand binnen komt, of voor beveiliging.

Het onderzoeksproject heet 3D Concrete Printing (3DCP). De TU/e en tien deelnemende bedrijven hebben onder andere Arconiko architecten gevraagd om mee te denken in het creatieve denkproces.

Ontwerp

Maak een ontwerp dat de mogelijkheden benut van de 3D printer, een ontwerp die niet of lastig met traditionele technieken gemaakt kan worden.

Met deze opgave zijn Baukje Trenning, Wessel van Beerendonk (studio RAP), Berry Hendriks (CyBe), Hans Laagland (Witteveen en Bos) en Matthieu Maas (Arconiko architecten) aan de slag gegaan.

Het belangrijkste uitgangspunt voor het ontwerp was een oude techniek, de Catalaanse metseltechniek, toe te passen op de printer. Een oude techniek die veel tijd en arbeid kost, en daardoor weinig toegepast. Het tweede uitgangspunt was om een bouwkundig ontwerp te maken zonder extra hulpconstructies. De printer moest dus zelf het ontwerp in elkaar moeten zetten in 1 vloeiende beweging.

 

Het ontwerp is een betonnen gewelf, met vloeiende overgangen tussen kolom en overkapping. De vorm is bepaald door de natuurlijk krachten afdracht en kan daardoor dus ook door de printer geprint worden zonder extra hulpmiddelen. Zelfs de gewelven kunnen in 1 vloeiende beweging geprint worden. Daar komt de Catalaanse metseltechniek om de hoek kijken. De Catalaanse metseltechniek is een oude manier van koepels metselen waarbij de kleefkracht van de specie benut word om de bakstenen achter elkaar door te blijven stapelen in een boogvorm. Wij gaven aan deze techniek na te bootsen met de 3D printer.

Bovenstaande afbeeldingen zijn foto’s van een eerder geprint model van CyBe (www.cybe.eu)

Wilt u meer weten over dit onderzoek? Neem dan contact op met Matthieu Maas: matthieu@arconiko.nl

Deel uw mening