De eerste stappen op het gebied van 3D-betonprinten
De eerste stappen op het gebied van 3D-betonprinten
Onlangs werd de eerste 3D-betongeprinte constructie in Twente opgeleverd. Het resultaat van een onderzoek naar 3D-betonprinten dat in 2016 van start ging vanuit RAAK KONKREET (SIA). De constructie is gerealiseerd door Saxion Industrial Design Research Group, De Witte - Van der Heijden Architecten, Vertico Large Scale 3D printing en Trebbe en doet dienst als groene gevel bij Zorgvilla De Maere in Enschede.
Van onderzoek, naar beton, naar een 3D-beton geprinte groene gevel
In 2016 initieerde hogeschool Saxion, Lectoraat Industrial Design een onderzoek naar 3D-betonprinten. Eén van de grote voordelen van het 3D-printen is de mogelijkheid van het creëren van unieke vormen zonder dat er steeds nieuwe mallen gemaakt moeten worden. Dit was het vertrekpunt voor Iman Hadzhivalcheva. Zij ging aan de slag met verschillende ontwerpexperimenten voor haar bachelor scriptie.
De theorie in de praktijk
George de Witte, architect bij De Witte - Van der Heijden Architecten, nam deel aan het traject vanuit RAAK KONKREET. “Ik was direct geïnteresseerd in het onderzoek van Iman Hadzhivalcheva. Zij was op een hele interessante manier bezig met het 3D-betonprinten en op welke wijze beplanting kan bijdragen aan verbinding tussen losse elementen.” Gelijktijdig was De Witte betrokken bij het ontwerp van de transformatie Zorgvilla De Maere. Bij De Maere is de binnentuin een belangrijk onderdeel van het zorgconcept en dat was de aanleiding voor De Witte om Trebbe te benaderen met de vraag of een pilot 3D-betonprinten kon worden uitgevoerd. “Ik vind het belangrijk dat studenten de theorie ook in de praktijk kunnen brengen.”
Innovatie en extra kwaliteit
Mark Jaspers, projectmanager bij Trebbe, was direct enthousiast. “De groene gevel is een verfraaiing van de wand en een extra kwaliteit voor onze opdrachtgever en de contractvorm Design & Construct gaf ruimte om de groene gevel in het ontwerp te integreren.” Voor Trebbe is de pilot ook belangrijk vindt Jaspers. “Het sluit direct aan op één van onze speerpunten om ons te verdiepen in innovaties en deze ook te faciliteren. En tot slot verbinden wij ons al sinds jaar en dag aan onderwijsinstellingen; daar zit onze toekomst.”
3D-betonprinten; Ieder element een unieke vorm
Iman Hadzhivalcheva ontwikkelde het basisontwerp als onderdeel van haar bachelor scriptie ‘Toepassingen van 3D-printen en het integreren van beplanting in betonnen onderdelen’. “Het combineren van onderzoek en ontwerp is de beste manier om te leren hoe de kracht van de technologieën en productietechnieken van de toekomst op een prachtige manier kan worden geïmplementeerd”, licht Hadzhivalcheva de keuze voor het onderwerp toe. Als onderzoeker bij het Saxion, Lectoraat Industrial Design, ontwikkelde ze in samenwerking met Ivo Vrooijink, projectmanager Saxion, het ontwerp verder door. Het definitieve ontwerp kwam tot stand vanuit parametrisch ontwerp. Hierdoor werd het mogelijk elk element een unieke vorm mee te geven. Daarnaast werd automatisch rekening gehouden met verschillende randvoorwaarden zoals bijvoorbeeld dat ieder element niet zwaarder weegt dan vijftig kilo zodat twee mensen de constructie konden opbouwen. Het uiteindelijke resultaat is een groene gevel opgebouwd uit vijftig elementen. Ivo Vrooijink blikt trots terug. “De weg naar het plaatsten van de façade is er één waarin heel veel verschillende partijen samenwerken om een mooi product neer te zetten. Het is bijzonder om mee te maken hoeveel enthousiasme je bij alle betrokkenen voelt.” De elementen voor de gevel zijn geprint door Vertico. “Dit zijn precies het soort projecten waar wij naar op zoek zijn. De voordelen van 3D beton printen komen hier uitstekend tot hun recht. De vormvrijheid biedt ook een esthetische meerwaarde tegen lage kosten”, aldus Volker Ruitinga, oprichter van Vertico.
3D-betonprinten; een nieuw materiaal vraagt om een nieuwe manier van verwerken
Naast het bieden van een projectlocatie, faciliteerde Trebbe de pilot met ondersteuning in het creëren van een realiseerbaar ontwerp, zoals het integreren van stelruimten tussen de verschillende elementen en het meedenken in de verankering van elementen. Daarnaast verzorgde Trebbe de logistiek en het plaatsen van de 3D-geprinte elementen. Rob Wolbers, uitvoerder bij Trebbe begeleidde het traject tijdens de uitvoering en kijkt trots terug. “Voor ons was het werk écht anders. Je werkt met een nieuwe toepassing van beton. Je weet nog niet goed hoe het materiaal reageert op de verwerking en hoe kwetsbaar het is. De uitdaging zat in het goed verankeren van de elementen. Dat is uiteindelijk goed gelukt. Het traject was interessant en het resultaat is prachtig.”
Trebbe en 3D printen?
Nu Trebbe heeft geproefd aan het 3D-printen kan Jaspers alleen maar zeggen dat het naar meer smaakt. “Het is fantastisch om te zien wat de mogelijkheden zijn en voor de toekomst zijn de mogelijkheden natuurlijk oneindig. Met behulp van parametrisch ontwerp kunnen we unieke onderdelen maken die exact in elkaar passen, ronde hoeken, ronde gevels. Het is allemaal mogelijk.” Ondanks zijn enthousiasme verwacht Jaspers niet dat Trebbe direct al volledige woningen gaat printen. “Maar esthetische elementen ter vervanging van metselwerk in gevels of in een interieur zien we binnenkort wel in ontwerpen terug. Met toevoeging van pigmenten en vezels in geprint beton gaan de mogelijkheden steeds verder. We zullen zien wat de toekomst brengt”, sluit Jaspers af.
