3d printen beton brug kunstwerken ontwerpen

3D-printen is sneller, goedkoper, mooier en duurzamer

“De eerste 3D-geprinte betonnen brug zonder wapening is een feit”

Een brug printen met een 3D-printer? Het kan! De 3D-printtechniek maakt het mogelijk om bruggen binnen één dag te printen, waar op dit moment met een traditionele bouwwijze vier weken voor staan. Adviesgroepmanager Kunstwerken Auke-Jan Andringa werkte mee aan deze bijzondere innovatie.

Businesslijnen:

Meerwaarde van digitaliseren en automatiseren van het ontwerpproces

Auke-Jan is adviesgroepmanager Kunstwerken. Een kleine frons trekt over zijn gezicht als hij zegt: “Voor mij betekent klantgericht werken ook kritisch kijken naar je eigen processen. Daar liep ik tegen aan. Ik vroeg me af hoe we onze productieprocessen konden digitaliseren en automatiseren om onze klanten nog beter, sneller, slimmer en goedkoper te helpen bij het oplossen van hun problemen.”

Grip op de hele keten met 3D-printen

Hij vertelt: “We zijn volop aan het ontdekken welke kansen parametrisch ontwerpen biedt. Want door enkele parameters te combineren met big data, komen we veel sneller tot een ontwerp. En als dat de toekomst is, waar eindigt het dan? Dus als we het ontwerpproces bijna volledig digitaliseren, wat is dan het product dat ik lever? Stel je voor dat we een 3D-printer achter het proces hangen en het geautomatiseerde ontwerp ook zelf printen? Dan krijgen we grip op de hele keten.”

“Met een betonprinter kun je vormvrij ontwerpen. Plus zo’n 3D-printer gebruikt alleen materiaal waar dat nodig is”

“Nu ontwerpen we een brug vanuit de beperkingen die het menselijk rekenbrein heeft. Het moeten rechte lijnen zijn met overal even veel materiaal, anders kan een mens het niet uitrekenen”, legt Auke-Jan uit. “Maar onze software kan dat wél. Doordat we het maximale halen uit de rekenkracht van een computer, ontstaan er volop kansen voor creativiteit in vorm en duurzaamheid. Met een betonprinter kun je vormvrij ontwerpen, terug naar de natuurlijke vormen. Daarnaast komt er alleen materiaal waar ook materiaal hoort, zonder verspilling.”

Duurzaam ontwerp

“Door onze big data te combineren met de creatieve geest van een architect, kom je tot de meest prachtige ontwerpen. Sterker nog: tot de meest prachtige ontwerpen die duurzamer zijn dan een conventioneel ontwerp omdat je minder materiaal nodig hebt.”

“3D-printen zorgt voor een heel ander ontwerp- en bouwproces”

“We kunnen daarmee de stap maken van denken in eindontwerpen naar vormvrij, duurzaam en flexibel ontwerpen. Want met een 3D-printer zijn de mogelijkheden eindeloos. Een rioolput print je precies op maat, ook al zijn de aansluitingen door de jaren heen wat verschoven. Missen we een bijzonder element bij de renovatie van de Domtoren? Dan printen we dat ene element om terug te plaatsen, zonder afval. En als we materiaalsoorten gaan combineren of circulair hergebruiken, zetten we nog een stap vooruit!”

Volledig op druk belaste 3D-geprinte brug

Hoever staat het met de ontwikkeling van deze innovatie? Auke-Jan: “We weten dat we 3D een brug kunnen printen. Er is een 3D-geprinte brug in gebruik in Gemert. Maar daarvan zijn de losse elementen met staalkabels aan elkaar gemaakt. Wat ik wil, is een volledig op druk belaste 3D-geprinte brug. Dat is een enorm verschil. Dan ga je uit van natuurwetten waarbij losse elementen elkaar versterken. Denk aan de sluitsteen die de Romeinen al gebruikten, maar ook aan natuurlijke vormen zoals een slakkenhuis of termietenheuvel.”

Vormvrij met optimaal materiaalgebruik

“Wij willen vormvrij, met natuurlijke vormen en effectief materiaalgebruik een brug printen. Dus eigenlijk een brug die volledig aansluit bij de mogelijkheden die 3D-printen biedt. We hebben daarom samen met partner CyBe een prototype met een overspanning van 6 meter zónder wapening geprint. Die is te bewonderen op de vestiging van CyBe in Oss.”

“3D-printen brengt het beste van de mens en het mooiste van de natuur samen”

Volgens Auke-Jan gaat 3D-printen de manier waarop we bouwen compleet veranderen. “Natuurlijk blijft het traditionele betonstorten bestaan voor grote, rechttoe rechtaan objecten. Maar juist als je vormvrijheid zoekt, functioneel én mooi, dan biedt 3D-printen uitkomst.”

Bruggen bouwen met één druk op de knop

Met 3D-printen is de materiaalkeuze niet langer bepalend. Klanten kunnen kiezen voor een uniek element of object dat het imago van een stad of wijk benadrukt. Denk aan een fietsbrug, bushokje, fontein, kleine presentatieruimte of creatieve inrichting van de buitenruimte. Eén druk op de knop en het eindproduct wordt gemaakt. Zo eenvoudig is het.”