Wat is een 3D-printer in de bouw?

Een 3D-printer in de bouw is een machine die bouwdelen laag voor laag opbouwt door een computergestuurde kop een straal mortel, beton of kunststof te laten uitdrukken volgens een digitaal model. De techniek heet ook wel additive manufacturing of, voor de meest gebruikte variant, 3D-betonprinten. Het essentiële verschil met traditioneel betonwerk: er is geen bekisting nodig, want de mortel houdt zichzelf in vorm terwijl hij uithardt.

Hoe het werkt

1. Digitaal model — het bouwdeel wordt in 3D getekend en in horizontale lagen gesneden (slicing)
2. Printpad — de software rekent het model om naar een baan die de printkop volgt
3. Printen — een portaalrobot of robotarm legt de mortel in banen van typisch enkele centimeters breed en 1 tot 3 cm hoog
4. Wapening — die wordt tijdens of na het printen aangebracht: voorspankabels in geprinte kanalen, ingelegde staven, of vezels in het mengsel
5. Nabewerking — vullen van de holle ruimten, aansluitingen, afwerking

De mortel moet twee tegenstrijdige eisen verenigen: goed verpompbaar blijven in de slang en direct na uittreden vormvast genoeg zijn om de volgende laag te dragen.

Toepassing in de praktijk

• Woningbouw. In Eindhoven staat Project Milestone, een samenwerking van onder meer de TU Eindhoven, Van Wijnen, Saint-Gobain Weber Beamix, Vesteda en de gemeente. De eerste 3D-betongeprinte woning, met circa 94 m² woonoppervlak, werd eind april 2021 betrokken en voldoet aan de Nederlandse bouwregelgeving.
• Bruggen en kunstwerken. Geprinte fiets- en voetgangersbruggen benutten de vormvrijheid om materiaal alleen te plaatsen waar kracht loopt.
• Prefab-elementen. Verloren bekistingen, geluidschermen, gevelelementen en tuinmeubilair in complexe vormen.
• Restauratie. Het printen van mallen of vormstukken voor ornamenten.

Voordelen en beperkingen

Voordelen: geen bekistingskosten, sterke vormvrijheid (een gebogen wand kost niet meer dan een rechte), materiaalbesparing door alleen te plaatsen waar het nodig is, en weinig menselijke handelingen op de printvloer.

Beperkingen: de wapening blijft het lastigste punt, want geprint beton is net als gewoon beton zwak op trek. Verder zijn de printmortels per kubieke meter duurder dan gewoon beton, zijn horizontale overspanningen zonder ondersteuning nauwelijks printbaar, en vraagt elk project nog altijd maatwerk in het aantonen dat aan de regelgeving wordt voldaan.

Gerelateerde termen

• Beton
• Bekisting
• Prefab
• Wapening
• 3D-laserscanner

Meer weten over bouwkundige termen? Bekijk onze kennisbank op fredsbouwtekeningen.nl.