Innovatief

KENNIS EN TECHNIEK

3D-betonprinten

Architectonische potentie van 3D-betonprinten

Het zal de bouwwereld niet zijn ontgaan: ook beton kun je 3D-printen. De ontwikkelingen met deze innovatieve techniek gaan razendsnel. Binnen het 3DCP-project (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. Dit biedt kansen voor vormgeving, efficiency en duurzaamheid.

Wetenschappelijk onderzoek

Het 3DCP-onderzoek aan TU Eindhoven staat onder leiding van professor Theo Salet, afdeling Constructief Ontwerpen, en wordt ondersteund door diverse bedrijven uit de betonindustrie. De capaciteit van het TU-onderzoeksteam is het afgelopen jaar uitgebreid. Dagelijks wordt er op wetenschappelijke wijze nieuwe kennis en ervaring met de printer opgedaan. Het onderzoek richt zich onder meer op de cruciale afstemming tussen de lengte en geometrie van het printpad, de printsnelheid en de samenstelling van het betonmengsel, en op het (bij)sturen van deze digitale productieprocessen.

Experimentele prototypes

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

Fire Wall (Bekkering Adams architecten)
Economy of Nature (Bierman Henket architecten)
ESOffice (Movares – Studio SK)

Meer over de Design Challenge

In de aanloop naar het Tektoniek-evenement 3DCP op 22 oktober 2015 hebben het Cement&BetonCentrum en Booosting samen met TU Eindhoven de Tektoniek Design Challenge 3DCP georganiseerd. Deelnemers waren de tien ontwerpbureaus die ook deelnamen aan de workshop 'Toekomstverkenning 3D-betonprinten' in juni 2015. Ontwerpers hadden de keuze om zelfstandig dan wel in samenwerking ontwerpvoorstellen te ontwikkelen. Doelstelling was enerzijds het researchproject 3D Concrete Printing (3DCP) bij de TU Eindhoven te voeden met ideeën over toepassingen en anderzijds bij de ontwerpbureaus visies te ontwikkelen over de nieuwe mogelijkheden van ontwerp en productie. Uitdagend perspectief was dat de beste ontwerpideeën zouden worden geselecteerd voor uitwerking en productie als experimentele prototypen met de 3D-betonprinter van de TU Eindhoven.

De opgave

De opgave luidde: 'Ontwikkel een ontwerpvoorstel voor een bouwwerk dat optimaal gebruikmaakt van de potenties die 3D-betonprinten lijkt de bieden. Elke schaalgrootte van bouwwerk is toegestaan: gebouw, bouwdeel, constructie-element, bouwknoop. Geef aan welk deel je voorstelt voor uitvoering als experimenteel prototype met de 3D-betonprinter. Geef aan welke experimenten je wenselijk vindt om de kracht van je ontwerp te toetsen en verbeteren.'

Doorontwikkeld

De Design Challenge heeft zeven inzendingen opgeleverd. Op de vakbeurs Gevel 2016 zijn de eerste versies van de drie geselecteerde prototypes gepresenteerd. Dit onder de vlag van 3TU.Bouw (inmiddels 4TU.Bouw). In de daaropvolgende periode is veel nieuwe kennis en ervaring opgedaan met 3D-betonprinten. Hieruit is een aangescherpte, actuele set aan ontwerpvrijheden en –randvoorwaarden voor de architect voortgevloeid. Juist dit langzaam maar zeker volwassen worden van 3D-betonprinten was voor het Cement&BetonCentrum en TU Eindhoven reden genoeg om een vervolg te geven aan de Design Challenge. In het afgelopen jaar zijn de drie prototypes verder doorontwikkeld. Op de Bouwbeurs 2017 werden de uitkomsten daarvan getoond.