3D-printen in de bouw is in opkomst. De bouwsector loopt op het gebied van 3D-printen nu nog achter ten opzichte van andere sectoren, maar het ontwikkelt zich sneller dan ooit tevoren. In dit artikel zullen we uitleggen wat de rol van 3D-printen in de bouw is, wat de voordelen en de nadelen zijn van deze bijzondere technologie en wat het de sector in de toekomst zal brengen.
AUTEUR
Afbeelding: www.architectenweb.nl
De bouw digitaliseert en 3D-printen is een logische volgende stap
De afgelopen decennia is de bouw zich meer gaan bewegen van een zeer traditionele sector richting digitalisering om beter, efficiënter en duurzamer te bouwen.
Tegenwoordig wordt er steeds vaker gebruik gemaakt van digitale bouwinformatiemodellen (BIM), waardoor er minder ontwerp- en bouwfouten ontstaan en bedrijven in de bouwketen steeds beter met elkaar samenwerken.
Nu deze technologie gemeengoed is binnen de bouwsector, is het omarmen van 3D-printen de logische volgende stap.
3D-printen is een vrij nieuwe technologie voor de bouwsector, maar de meerwaarde is al wel gebleken uit een aantal projecten, zoals dit 3D geprinte huis. Bovendien kan 3D-printen op veel verschillende manieren waarde toevoegen aan het bouwproces:
Een 3D-printer voor in de bouwsector is uitstekend geschikt voor het maken van prototypen. Dankzij deze techniek kan er snel een prototype tot stand komen en is het eenvoudig om aanpassingen aan de prototypen door te voeren. Bovendien is het een kostenbesparende manier van prototyping.
Met hoge precisie kleine bouwelementen maken is geen uitdaging voor een 3D-printer. Daarom zijn deze machines ook ideaal voor het produceren van kleine bouwelementen voor zowel interieur- als exterieurtoepassingen. Bijvoorbeeld geveldetails en verbindingen tussen constructie-elementen – die normaal aanzienlijke kosten met zich mee brengen – kunnen met de 3D-printer relatief goedkoop worden gemaakt.
3D-printen en prefab constructies gaan hand in hand. Door het gros van de productie in een off-site fabriek te produceren met een 3D-printer en deze vervolgens te verschepen naar de bouwlocatie, kunnen gebouwen vele malen efficiënter en sneller tot stand komen. De productie wordt door robotisering minder afhankelijk van mensen. De robots produceren dag en nacht en zijn nooit ziek.
Door 3D-printen op een slimme manier in te zetten kan de bouw profiteren van veel verschillende voordelen.
Omdat het bouwen van en module, onderdeel of interieurdecoratie-element met een 3D-printer vrijwel automatisch verloopt, is er nog nauwelijks handmatige arbeid nodig. In de bouw is een groeiend tekort aan laaggeschoold technisch personeel. Daarom is 3D-printen een aantrekkelijk alternatief. Op termijn kan deze technologie de bouw zelfs aantrekkelijker maken voor hooggeschoold technisch personeel.
Doordat er voor het 3D-printen van een gebouw veel minder mankracht vereist is en er voor de gevaarlijke elementen van de taak robotica ingezet kan worden, neemt het aantal ongevallen in de bouw neemt sterk af.
Met een 3D-printer versnel je de realisatie van het bouwproject. Het is namelijk niet alleen mogelijk om gebouwen sneller te realiseren door modules te fabriceren die als pre-fabricaat naar de bouwplaats worden gebracht, maar daarnaast is er slechts een minimale hoeveelheid mensenwerk nodig om een bouwproject te realiseren.
Door een gebouw te realiseren met behulp van een 3D-printer is het mogelijk om materiaal alleen toe te passen waar het echt nodig is. Dit in tegenstelling tot de vele massieve producten die we kennen in de huidige bouw. Zo wordt minder materiaal gebruikt en daarmee is de voetafdruk van 3D-printen kleiner dan van massieve bouwproducten. Zeker als gebruik wordt gemaakt van biologische materialen als grondstof voor de 3D-printer. Als de 3D-printer ook nog op groene energie draait, is CO2-neutrale productie mogelijk. Eventuele schadelijke uitstoot kan gemakkelijk worden afgevangen en worden gebruikt als grondstof voor een andere toepassing.
3D-printen geeft architecten aanzienlijk meer architectonische vrijheid, omdat je door middel van een 3D-printer zelfs de meest uitdagende ontwerpen kunt uitvoeren. Een mooi voorbeeld hiervan is de 3D-geprinte brug op de Oudezijds Achterburgwal in Amsterdam, die een zeer uitgesproken design heeft.
In Den Helder krijgen twee oude flats een compleet nieuw uiterlijk in mediterraanse stijl, geïnspireerd door Casa Mila van Gaudi. De appartementen waren qua uiterlijk verouderd, maar tegelijk waren het ruimtelijk gezien hele goede, ruime appartementen. Door de 3D geprinte balkons is deze ruimtelijke kwaliteit gebleven en heeft het gebouw een hoge architectonische waarde gekregen. Zonder de 3D-printtechniek was dit ontwerp onbetaalbaar geweest.
Ook is het mogelijk om een modern gebouw traditioneel te laten ogen. Zo is het in theorie mogelijk om moderne woningen te maken met het uiterlijk van een Amsterdams Herenhuis uit het jaar 1800.
Met een 3D-printer is het mogelijk om karaktervolle details in monumentale gebouwen te restaureren. Gezien de hoge arbeidskosten van deze details, wordt er vaak gekozen niets te doen aan deze details of hooguit de conserveren. Met 3D-printen kunnen ‘oude’ details 1-op-1 worden vervangen. Doordat 3D-printen nog in de kinderschoenen staat, zal dit naar verwachting ook steeds prijsvriendelijker worden.
Met een 3D-printer die geschikt is voor de bouw kun je met één techniek meerdere materialen produceren. Hierdoor is de techniek veelzijdig inzetbaar en kunnen er met één apparaat volledige modules met allerlei verschillende materialen geproduceerd worden. Zo kunnen de positieve eigenschappen van verschillende materialen zoveel mogelijk worden benut. Dit zal waarschijnlijk leiden tot nieuwe innovatieve bouwproducten.
De 3D-printer heeft een veelbelovende toekomst, maar staat nog in zijn kinderschoenen. De technologie heeft daarom nog enkele nadelen.
Momenteel is 3D-printen nog een kostbare technologie. Een 3D-printer is in aanschaf vrij kostbaar en daarom niet binnen bereik voor ieder bouwbedrijf. Bovendien kan het voor bijvoorbeeld afwerkingsprocessen nog niet altijd concurreren met de traditionele bouw.
De technologie achter 3D-printen is snel aan het verbeteren, maar wat achterblijft is het kennisniveau. Om 3D-printen groot te maken is het belangrijk dat er ook meer bekwame specialisten opgeleid worden die met deze nieuwe technologie om kunnen gaan. IGG doet momenteel onderzoek naar de kosten van 3D-printen zodat aan de voorkant van projecten alvast een realistische inschatting kan worden gemaakt van de te verwachten kosten.
Momenteel is 3D-printen in de bouw een activiteit die met name in off-site fabrieken plaatsvindt. Vervolgens worden de modules naar de bouwlocatie vervoerd, waar ze gemonteerd worden. Dit maakt projecten afhankelijk van de locatie van de printer waardoor mogelijk logistieke uitdagingen ontstaan bij het transporteren van de materialen. Ook zijn de afmetingen van de te printen producten gebonden aan de omvang van de printer zelf.
In de nadere toekomst zal er steeds meer prioriteit komen te liggen op het verduurzamen en versnellen van de bouw. 3D-printen is hier duidelijk een oplossing voor, maar hoe ziet de toekomst van deze technologie eruit?
In de toekomst zal de 3D-printer goedkoper, compacter, efficiënter, beter en sneller worden. Hierdoor zal er onvermijdelijk een punt komen waarop 3D-printers ook op locatie ingezet kunnen worden, om zo bijvoorbeeld volledige prefab modules te printen.
Een 3D-printer is een precisie-instrument waarmee je eenvoudig details maakt die met de hand of andere technologieën niet mogelijk zijn of die zoveel werk vergen dat het niet rendabel is om ze op andere wijze te produceren.
In de toekomst zullen we door middel van deze technologie steeds meer mooie details gaan toevoegen aan bouwprojecten en zal 3D-printen een unieke waarde gaan creëren in de uitstraling en functionaliteit van gebouwen, zowel van binnen als van buiten.
In eerste instantie zullen bouwbedrijven op zoek gaan naar bouwproducten waarvoor het traditionele productieproces kan worden ingeruild door 3D-printen. Daarmee is veel tijdswinst en milieuwinst te boeken, maar uiteindelijk zal 3D-printen gaan leiden tot nieuwe, innovatieve producten die zijn bedacht met de technologie als vertrekpunt.
Bent u benieuwd naar de mogelijkheden van 3D-printen voor uw bouwproject? Wij informeren u graag over de mogelijkheden en helpen u graag bij het haalbaar maken van uw business case. Neem vrijblijvend contact met ons op.
Heeft u vragen of bent u geïnteresseerd in een inhoudelijke kennismaking?
Neem contact met ons op