Waar het in andere sectoren steeds gewoner wordt dat er onderdelen of producten uit een 3D-printer rollen, blijft dit in de bouw nog achter. Maar hier lijkt verandering in te komen. Zo had het Brabantse Gemert in 2017 de wereldprimeur met een 3D-geprinte fietsbrug en volgde in 2019 het eerste vergadercentrum (de Vergaderfabriek) van Europa uit een 3D-printer in het Gelderse Teuge. En de ontwikkelingen staan niet stil.
Zo schreven we afgelopen week dat Nijmegen de langste fietsbrug ter wereld gaat 3D-printen en in Eindhoven heeft het eerste 3D-geprinte betonnen huis nu bewoners. Is bouwen met 3D-printers een hype die overwaait of gaan we dit vaker zien? Wordt dit de toekomst?
Als het aan Theo Salet, hoogleraar betonnen constructies aan de TU/e en verbonden aan het Milestone project dat verantwoordelijk is voor het geprinte huis, ligt wel. “Hiermee digitaliseren we niet alleen het ontwerp, maar ook de bouw zelf. Het leidt tot duurzamere woningen omdat je minder materiaal nodig hebt. Van beton weten we dat de CO2-uitstoot relatief hoog is. Als de printtechniek verder ontwikkelt, zie ik het wel gebeuren dat wanden dunner worden en er nog meer bespaard kan worden. Bovendien heb je als architect veel meer vrijheid omdat je beton in alle mogelijke vormen kunt printen.”
Meer voordelen
En er zijn nog meer voordelen aan 3D-geprint beton, aldus de hoogleraar. De printer doet het werk dus bouwvakkers hoeven minder zwaar werk te doen en de bouw zelf gaat sneller omdat de voorgeprinte betonblokken alleen aan elkaar vastgemaakt hoeven te worden. Salet: “Ook kun je allerlei eigenschappen in de wand printen. Denk aan uitsparingen voor waterleidingen en elektriciteit, maar ook aan isolatie of een laag om de akoestiek te verbeteren.”
Al deze integrale functies en andere aspecten aan het 3D-printen onderzoekt Salet in de onderzoeksgroep 3D Concrete Printing, dezelfde groep die ook meewerkt aan het Milestone project. Hiervan is nu dus het eerste huis opgeleverd. De projectpartners (TU/e, Van Wijnen, Saint-Gobain Weber Beamix, Vesteda, gemeente Eindhoven en Witteveen+Bos) verwachten dat het opleveren van de laatste vier huizen sneller zal gaan. Erwin Kersten, regiomanager Zuid bij Van Wijnen, legt uit hoe dat zit: “We bouwen een woning op uit verschillende onderdelen, dat is nog nooit gedaan. Eigenlijk ben je steeds bezig met prototypes en die weer verbeteren. Omdat het huis aan de strenge Nederlandse bouw eisen moet voldoen, kost het tijd om hier het printproces op aan te passen.”
Salet vult hem aan: “Hier hebben we weer van geleerd. We weten veel beter wat wel en niet werkt. Ook gaan we nog een aantal aanpassingen doorvoeren zodat we het proces kunnen versnellen. We leren niet alleen heel veel. Nee, er moeten nog vier andere huizen komen. Dat we die kennis meteen in kunnen zetten om het project weer verder te ontwikkelen, vind ik een cadeautje. Het moet niet alleen sneller, maar het is ook de bedoeling dat de andere huizen meerdere of een extra verdieping hebben. Dat is weer de volgende stap in de ontwikkeling van de techniek.”
Printen op locatie
Nu worden de losse onderdelen in de speciaal daarvoor ingerichte 3D-printfabriek van Weber Beamix gemaakt (in 2019 ook al een primeur). Als de wanden zijn uitgehard gaan ze per vrachtwagen naar de bouwlocatie. Uiteindelijk is het ook de bedoeling dat er on site geprint gaat worden, zoals CEO Bas Huysmans het noemt. “Het is niet duurzaam om in een grote fabriek te 3D-printen en vervolgens alles op vrachtwagens te laden. Op ten duur zal alles op locatie geprint worden. Ik zie het al helemaal voor me: een vrachtwagen levert de printer en een architect kan bij wijze van spreken zo z’n usb-stick met het gebouwontwerp inpluggen. De printer doet vervolgens het werk en als ze de volgende dag terugkomen staat de eerste verdieping er. Maar zo ver zijn we bij huisje twee en drie nog niet, maar een mens mag dromen.”
Anders dan bij het Eindhovense Milestone project, werd er bij de bouw van de Vergaderfabriek in Teuge wel op locatie geprint, vertelt Hugo Jager van Revelating. Hij was bij de Vergaderfabriek betrokken om zaken te digitaliseren. “Dit printen werd gedaan door Berry Hendriks van CyBe Construction. Het is belangrijk dat beton na het printen onder de juiste omstandigheden uithard. Die condities moeten stabiel zijn. Om dit voor elkaar te krijgen, stond er een grote tent om het bouwterrein in Teuge.”
Prefab vs printen op locatie
Zelf denkt hij dat deze methode in de toekomst vooral gebruikt zal worden bij unieke projecten. De prefab-methode, waar je de onderdelen in een fabriek maakt, is meer geschikt voor schaalbare projecten. Ter illustratie noemt Jager een 3D-printproject in Den Helder. Hier krijgen 154 flatwoningen nieuwe gevels en balkons uit de printer. Hiervoor heeft bouwbedrijf Bruil een 3D-printfabriek in Veenendaal opgezet.
“3D printen kan voordelen hebben. Je moet altijd rekening houden met de constructie en de belastbaarheid. Traditioneel beton heeft veel meer massa, terwijl geprint beton vanbinnen hol is. Je bespaart al gauw zo’n 40 tot 50 procent materiaal, dat scheelt niet alleen qua CO2 uitstoot maar ook in gewicht. Verder kun je traditioneel beton heel moeilijk in unieke vormen krijgen, zeker als je een mal maar een keer gebruikt is dat erg duur. Daarvoor is een 3D-printer veel beter geschikt en heb je ook geen mal nodig. Maar de techniek staat echt nog in de kinderschoenen. Er wordt nog veel onderzocht en geëxperimenteerd. Hierin is het opschalen en leveren van constante kwaliteit vaak nog een uitdaging.”
Volgens Jager is het niet gek dat de adoptie van nieuwe technologie in de bouw maar langzaam van de grond komt. “De bouw -en vastgoedsector zijn sterk gefragmenteerd met alle verschillende gemeentes, honderden bouwers en andere partijen daarom is het niet gek dat de adoptie van vernieuwing niet snel gaat. Verder speelt het mee dat er vraag genoeg is en dat de markt bereid is te betalen voor woningen. Hierdoor zien bedrijven de noodzaak van digitalisering niet. Maar ik ben wel benieuwd wat er gaat gebeuren als verschillende grote bouwers woningen vanuit fabrieken gaan bouwen. Wat voor consequenties heeft dat? Worden woningen dan goedkoper? Misschien dat andere bouwers ook wel meegaan in deze industrialisatie als er enige prijsdruk ontstaat.”
