3D beton printen – wat is het en wat kun je ermee?

3D beton printen – wat is het en wat kun je ermee?

Over het printen van beton is veel te doen in bouwend Nederland.

De eerste bouwwerken zijn een feit: er wonen mensen in een 3D-geprint huis en in Gemert fiets je over een 3D-geprinte brug. Door deze tastbare successen is beton printen populairder dan ooit.

Veel bedrijven spelen dan ook met de vraag: moeten wij hier ook iets mee?

Ivo Vrooijink van Saxion Hogescholen werkt met zijn team aan een model om bedrijven een antwoord te helpen vinden op deze vraag.

Rouwmaat ondersteunt dit project als partner van het eerste uur met betonmortels en expertise.

 

Ideeën snel in de realiteit testen

In het Saxion FabLab borrelt het van de creativiteit, ondanks het lage aantal studenten dat er door de restricties aanwezig is.

Ivo Vrooijink, projectmanager en onderzoeker bij het lectoraat Industrial Design van Saxion Hogescholen in Enschede leidt ons langs een PVC strandbeest, een 3D-geprinte vlinder die ook echt zijn vleugels beweegt en meer projecten die zijn ontsproten aan de breinen van Saxion studenten.

In het lab draaien de 3D-printers overuren. Ivo: “Het einde van het kwartiel nadert, dus alle studenten leggen de laatste hand aan hun projecten. Je ziet ze halsreikend binnenkomen en soms ook teleurgesteld afdruipen als alle printers bezet zijn.”

Van een suiker- en gipsprinter tot tientallen kunststofprinters en een houtlaser – Saxion heeft ze allemaal. “Maar ook de ‘ouderwetse’ werktuigen zijn er gewoon, zoals een zaagbank. We faciliteren in dit FabLab alles zodat studenten hun ideeën snel in de realiteit kunnen testen, maar ook organiseren we hier creatieve workshops voor bedrijven.”

 

Toepassingsmogelijkheden voor geprint beton onderzoeken

Om “snel iets te kunnen testen” is Saxion in 2015 gestart met een betonlab. Eén van de eerste cases was een groene façade. De studenten onderzochten of de wortels van de planten als betonwapening konden dienen.

Ivo: “In dit betonlab doen we, samen met bedrijven en onderzoekers, onderzoek naar de (on)mogelijkheden van het 3D beton printen. Door te testen met materialen, betonmengsels en vormen, onderzoeken we de haalbaarheid van concepten.

We printen hier niet om groot, groter, grootst te gaan, maar vooral om toepassingsmogelijkheden te onderzoeken. Bij Saxion zetten we de technologie van het beton printen centraal. Wat kunnen we er nu eigenlijk mee maken? We zijn dagelijks met die vraag bezig en beginnen echt bij de gebruiker.

We werken aan veel praktijkcases, samen met partners van het eerste uur, zoals Trebbe, Ter Steege, Dura Vermeer, TWW en Rouwmaat. We versterken elkaar met kennis, materialen en praktijkcases.”

 

Geprint beton is geschikt als flexibiliteit gewenst is

Saxion werkt aan een aantal praktijkcases. Dan moet je niet denken aan het printen van huizen.

Ivo: “Mensen denken dat alles mogelijk is met 3D beton printen, maar dat is niet zo. Het is dus een beetje een hype. Daarom gaat het printen ook de bouwcrisis niet oplossen. Bovendien zijn er praktische bezwaren, want een 3D-printer print het leidingwerk niet mee. De prefab-industrie lijkt mij veel geschikter, want huizen kun je seriematig veel sneller produceren."

Het 3D printen van beton is vooral een uitkomst als je seriematig enkele stuks wilt produceren, vanwege de flexibiliteit en de levensduur van het materiaal. Bovendien heb je niet -zoals in de prefab industrie- telkens een andere mal nodig om je beton in te gieten. Je bespaart met 3D-printen dus op de kosten en grondstoffen.

 

3D printen is ideaal voor bijvoorbeeld:

  • een trap met meerdere treden die allemaal net een iets andere vorm hebben.
  • meerdere tuinelementen die wel allemaal rond zijn, maar elk met een andere grootte.
  • vispassages; organisch gevormde traptredes die vissen helpen om tegen de stroom in te zwemmen naar binnenwateren, om te paren. Daarvan zijn er altijd meerdere nodig, variërend van 8 tot 80 stuks, met elk een eigen vorm. Vooral kleinere vispassages in landelijk gebied zijn gemaakt van tropisch hardhout. Dat is goed toepasbaar vanwege de vormvrijheid, maar het rot wel weg. Beton rot niet én heeft met 3D printen wel vormvrijheid. Daarom zijn vispassages ideaal om te printen in beton.

 

Methode om te bepalen of 3D-beton printen bij je bedrijf past

Ivo vertelt: “Omdat 3D-beton printen nu zo populair is, willen veel bedrijven weten: ‘Kunnen wij hier ook iets mee? En wat dan?’

We willen het bedrijfsleven helpen om systematisch antwoord te geven op die vraag. Daarom ontwikkelen we een methode, waarmee we ze leren te bepalen of het werken met geprint beton een oplossing is in hun situatie.

De methode bestaat uit twee workshops en begint met inzicht te krijgen in de situatie van het bedrijf. Die situatie gaan we dan onderzoeken op kansen en bedreigingen (SWOT-analyse). Vervolgens doen we een ideeënsessie, waarbij we bedrijven tools aanrijken om ideeën te genereren op basis van de uitkomsten van de SWOT.

Binnenkort gaan we dit met drie van onze partners testen. We hebben het geluk met twee stagiaires te starten in februari, die de gegenereerde productideeën uitwerken. Ze maken samen met de bedrijven een selectie van de meest kansrijke ideeën, bijvoorbeeld op urgentie of marktpotentieel. Vervolgens kiest het bedrijf met welk idee ze het eerst aan de slag gaan.”

In de basis, biedt de selectie grofweg drie opties:

  1. De opties voor beton-printen zijn grondig onderzocht, maar het is niet aan te raden (omdat er bijvoorbeeld goedkopere, betere productiemethoden zijn dan 3D printen).
  2. De kansen zijn groot; schaf een 3D-printer aan en benut het potentieel.
  3. Een oplossing er tussenin; outsource het printen zelf, maar haal wel de kennis in huis om het printproces aan te sturen.

 

De rol van Saxion en Rouwmaat in het overbrengen van kennis over 3D-betonprinten

In deze eerste test-trajecten is de rol van Saxion nog groot, maar dat moet in de toekomst minder worden.

Ivo: “Eigenlijk draag je een denkwijze over. We willen graag dat iedereen in een bedrijf op termijn een denkwijze ontwikkelt om zelf te leren bepalen of 3D-printen van beton wel of niet bij hun productieproces past.”

Rouwmaat is partner van het eerste uur van het Saxion beton-lab.

Jan Smit, onder andere verantwoordelijk voor de innovaties van de Rouwmaat beton-divisie: “Rouwmaat ondersteunt het onderwijs in onze regio graag met grondstoffen, kennis en netwerk. Zo adviseren wij studenten daar waar mogelijk met het ontwikkelen van nieuwe betonmengsels of mengsels die geschikt zijn voor de 3D-printer. Als wij het niet kunnen, brengen we ze in contact met andere partijen.

Door dit initiatief blijven wij goed op de hoogte van de nieuwste mogelijkheden in 3D-printing van beton en komen wij in contact met partijen die zich samen met ons verder willen ontwikkelen op dit vlak.”