2 februari 2018
Industrie 4.0, de doorgedreven digitale evolutie op wereldvlak. Hieronder valt uiteraard ook 3D printen, één van de snelst groeiende technologieën. En ook in de bouwindustrie wint 3D printen aan populariteit. Deze techniek zal onze traditionele bouwmethodes drastisch veranderen. Algemene bevindingen uit het ING rapport (3D printing: a threat to global trade, 2017) stellen dat 3D printen voornamelijk in niet massaproductie gerichte bedrijven zijn ingang zal vinden. Een markt gericht op complexe vormen die het assembleren van verschillende onderdelen vereisen, gepaard gaan met hoog materiaalverbruik (en verspilling!) en hoge kosten op vlak van arbeid, transport en opslag.
Unieke aspecten van 3D printen
Maar wat zijn nu eigenlijk de voordelen en unieke kanten van 3D printen in de bouwsector? Over de jaren heen zijn er diverse stromingen en bouwstijlen de revue gepasseerd. Maar toch biedt 3D printen maximale ontwerpvrijheden. Een architect zal zijn verbeelding echt kunnen omzetten in realiteit omdat hij niet meer tegengehouden wordt door de menselijke limieten van de traditionele methodes. Het typebeeld van een huis met vier rechthoekige muren, moeten we achter ons laten. Denk aan extreem complexe geometrieën die door de juiste algoritmes gegenereerd worden. 3D printers kunnen kromlijnige structuren printen, die de hoogste draagkracht bieden en ook esthetisch prikkels geven. Huizen met gebogen wanden, de vreemdste plafonds, meer organische vormen… De inzet van 3D printers maakt architecten flexibeler en ondenkbare vormen worden realiteit.
Automatisering door 3D printen resulteert in minder werkkracht, lagere kosten, tijdsreductie en dus hogere productiviteit. Het is ook veiliger dan de traditionele bouwmethodes met dus minder arbeidsongevallen tot gevolg. Ook faalkosten zullen verminderen omdat fouten reeds vroegtijdig naar boven komen. Een computergestuurd systeem heeft de controle, menselijke tussenkomst wordt herleid tot een minimum wat samen tot zeer precieze resultaten leidt. Door het laagje per laagje printen van materiaal, bouw je werkelijk wat je nodig hebt. Dit vermindert het materiaalverbruik en bijgevolg de nood aan raw materials en dringt verspilling terug. Of 3D printen ook echt duurzamer is hangt sterk af van het materiaal waarmee geprint wordt en de methode die gebruikt wordt. Academisch onderzoek is volop aan de gang en zal dit verder uitwijzen.
Toepassingen vandaag de dag
3D printen is de bouwindustrie reeds aan het veranderen, maar heeft nog veel onontdekt potentieel. Hoewel het moeilijk in te schatten is van welke grootteorde we spreken, zullen onderzoekers en bouwprofessionelen dit zeker ontdekken de komende jaren. Voor bouwprofessionelen schuilt de meerwaarde vandaag de dag voornamelijk in het vervangen van complexe en arbeidsintensieve processen zoals bv. het maken van mallen voor trappen , terrassen, glijbanen…
Een kort overzicht van de huidige toepassingen.
Rioolputten
Het vervangen van rioolputten is een zeer complex werk dat veel handenarbeid en tijd vereist. Zowel CyBe als XtreeE zijn deze toepassing aan het testen, optimaliseren en inzetten.
Bruggen
In Nederland rolde de eerste geprinte fietsbrug uit de printer in oktober. Het betrof een samenwerking tussen Technische Universiteit Eindhoven en BAM.
En ook een andere Nederlandse start-up, MX3D, is bezig met het ontwikkelen van een volledig functionele stalen brug om één van de oudste en meest bekende kanalen in hartje Amsterdam te overbruggen. De oplevering staat eind juni 2018 gepland… Zeker eentje om in de gaten te houden!
Oplossing voor maatschappelijke uitdagingen?
3D printen biedt mogelijkheden om wooneenheden op een zeer snelle, efficiënte manier te printen aan een redelijke kost. Dit kan het hoofd bieden in rampgebieden en vluchtelingenkampen.
Out of space
Wellicht een far from bed show, maar Khoshnevis benadrukt de mogelijkheden om in de ruimte aan de slag te gaan met 3D printers. Met zijn contour crafting techniek onderzoekt hij buitenaardse constructiemethoden. In samenwerking met NASA's Innovative Advanced Concepts (NIAC) Program, bestudeert de professor hoe hij kan bouwen op de maan en Mars voor verkenningen, het plaatsen van nederzettingen… Deze toepassingen zouden wel eens potentieel kunnen hebben gezien het gebruik van in situ resources (bv. maanstof) als printmateriaal wat het complexe transport overbodig maakt. Dit ruimteverhaal blijft misschien tamelijk theoretisch, maar het idee erachter kan een trigger zijn voor interessante innovaties in tijden van schaarste van hulpbronnen.
Zal 3D printen de bouwsector overnemen?
Er zijn dus al verschillende toepassingen, sommige op korte termijn commercieel opschaalbaar, andere nog zeer theoretisch. Op de vraag of 3D-printen de bouwsector zal overnemen is het antwoord nee, maar wat bouwtoepassingen betreft zien we vandaag wel de eerste toepassingen (bruggen, rioolputten). Deze zullen op de korte termijn verder worden ontwikkelt en het lijkt enkel een kwestie van tijd totdat er meer (op maat gemaakte) bouwproducten worden geprint.
Dit artikel is onderdeel van het C3PO-project. Vanuit het EFRO-project C3PO (‘Co-creatie: 3D-Printen met Ondernemingen’) kunnen de partners rekenen op 668.320 euro steun van Europa. Het project past in de GTI Kempen (GTI staat voor Gerichte Territoriale Investering, een geïntegreerde strategie voor een bepaald gebied, waarbij verschillende Europese fondsen en programma’s worden gebundeld).
