Bouwbeurs: 3D-printen met beton en met gipspoeder

Om de architectonische potentie van 3D-betonprinten te verkennen heeft het Cement&BetonCentrum eind 2015 de Tektoniek Design Challenge uitgeschreven. Drie geselecteerde architectenbureaus hebben samen met TU Eindhoven drie prototypes ontwikkeld die op de Bouwbeurs 2017 werden getoond en toegelicht.

Ook beton kun je 3D-printen. De ontwikkelingen met deze innovatieve techniek gaan razendsnel. Binnen het 3D-Concrete Printing van TU Eindhoven is het afgelopen jaar veel kennis en ervaring opgedaan. Het 3D-printen van een ingewikkelde vorm in beton is voor de printer niet ingewikkelder of duurder dan een rechte vorm. In de Tektoniekstand werd dus de ware en meest up-to-date architectonische potentie van 3D-betonprinten gepresenteerd. Dit zijn: Fire Wall (Bekkering Adams architecten), Economy of Nature (Bierman Henket architecten) en ESOffice (StudioSK – Movares)

Meespuiten wapening

Natasja Steenbergen van het Cement&BetonCentrum stelt: ‘Er is nog een lange weg te gaan. Er is veel getest en ontwikkeld in de afgelopen twee jaar. Er is gekeken naar de juiste samenstelling van het beton en de nozzle is verder ontwikkeld. Hij kan nu nog zorgvuldiger de juiste bochten maken. Er is een hele grote stap gezet. De volgende stap is het meespuiten van wapening. ‘Aan de Economy of Nature, een traptrede met dubbele kromming, blijkt nog hoe broos het ontwerp is. Alleen al bij oppakken brak het ontwerp. De trap zou nooit gebruikt kunnen worden, de wapening ontbreekt nog. Ook moet er nog gekeken worden hoe je de traptreden aan elkaar bevestigt. ESOffice laat zien hoe door de computer een topologisch geoptimaliseerde vorm berekent, een soort klavertje vier. Het is een paal of ondersteuning. Hier rekent de computer van een massief blok beton uit waar je materiaal kunt weglaten zonder de constructie aan te tasten.

De bottelnek is de wapening. Daar moet nog onderzoek naar gedaan worden. ‘Nu zit er een polipropyleenvezel in tegen de krimpscheuren, maar er zit nog geen constructievevezel in’, zegt Coen Smets, technisch marketing adviseur van het Cement&BetonCentrum. ‘In deze onderzoeksgroep is de staalvezelfabrikant Bekaert uit België actief om te zien wat mogelijk is. Omdat je de vrijheid van beton wilt benutten, is het heel moeilijk met traditionele wapening te werken. TU Eindhoven is aan het kijken of een staalvezel in het mengsel meegespoten kan worden.’
Daarnaast wordt onderzocht of een staalkabel mee kan worden geprint in het printpad. ‘In dit onderzoek is gekozen voor staal. Ik kan me voorstellen dat het ook met kunststofvezel zou kunnen’, zegt Smets.

Toekomst

Steenbergen geeft antwoord op de vraag ‘wat is de verwachting voor de toekomst?’ ‘De vraag is, waar ga je het voor gebruiken? Waar zetten we het in? Gaat het om de snelheid of om vormvrijheid. Uiteindelijk is beton nog een bulkproduct: je trekt het uit de bulk. Hoe is dat kostentechnisch?’ Er zijn nog veel vraagstukken bij het 3D-printen van beton te beantwoorden.

3D-printen met gipspoeder

Canon Nederland stond op de Bouwbeurs met een 3D-printer op basis van gipspoeder. Dit is een relatief jonge markt voor Canon. Er zijn plannen om die markt in de komende jaren stevig uit te breiden.
Canon Nederland is vanaf september 2015 3D-printers gaan verkopen van 3D Systems. ‘Wij richten ons voornamelijk op de professionele printers zoals de ColorJet gipspoederprinter, die 6 miljoen kleuren kan printen. Daarnaast kan men met de MultiJet 3D-printtechnologie, kunststof modellen printen’, vertelt Dennis Lieffering, customer marketeer 3D Printing. ‘Onze focus ligt momenteel vooral op de office friendly 3D-printers. Langzamerhand zal het assortiment uitgebreid worden naar de productieprinters voor kunststoffen, gebaseerd op Stereolithografie, SLA.’ Ook de metaalprinters worden naar alle waarschijnlijkheid in de toekomst in het assortiment opgenomen.
‘Voordeel van Canon is een breed servicenetwerk en hoogopgeleid personeel’, stelt Lieffering. ‘De mensen bij Canon zijn bekend met hoogwaardige technologieën zoals bijvoorbeeld de UV inkjet technologie, die verschilt niet veel van 3D-printer. Daarnaast kunnen wij als groot bedrijf financiering aanbieden en hebben we een eigen logistiek netwerk en eigen voorraden.’