Start-up Zavhy gaat conservatieve bouwwereld transformeren met 3D-betonprinten

By Aafke Eppinga

In Nijmegen is vorig jaar de langste 3D-geprinte fietsbrug ter wereld in gebruik genomen. Wat het 29-meter lange bouwwerk uniek maakt, is dat de architect bij het ontwerpen volledige vormvrijheid had bij het optimaliseren van de structuur en stevigheid. Het realiseren van de brug was mogelijk dankzij onderzoek van Zeeshan Ahmed tijdens zijn PhD onderzoek, dat hij onder begeleiding van professor Theo Salet uitvoerde aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e).

Grote ambities

Zeeshan heeft grote ambities. Zijn PhD-onderzoek zag als een manier om kennis te ontwikkelen omtrent 3D-betonprinten (3DCP), maar hij wilde de technologie ook graag in de praktijk brengen. Dus richtte hij op 1 april 2020 start-up Zavhy op.

Met Zavhy heeft Zeeshan een duidelijk missie. Hij wil de bouwsector automatiseren en digitaliseren en achterstanden die sector heeft als het gaat om productiviteit, duurzaamheid en betaalbaarheid aanpakken met 3DCP. “Met 3DCP kunnen we sneller bouwen en de kwaliteit van de bouw verbeteren. Daarnaast wordt het proces goedkoper en duurzamer, vanwege efficiënter materiaalgebruik”, legt de ondernemer uit.

Vooral in het begin was het niet makkelijk. “Ik begon een bedrijf zonder enige ondernemerservaring. Covid-19 maakte alles nog ingewikkelder. Zonder de steun van mijn familie, vrienden en collega’s aan de TU/e zou het onmogelijk zijn geweest.”

Dat de missie van de start-up belangrijk is, bewijst de ranking van de MGI Industry Digitization Index. Op deze digitalisering ranklijst scoort alleen de landbouwsector slechter. Zo gebruikte in 2021 slechts veertig procent van de bouwbedrijven en opdrachtgevers de Building Information Modeling (BIM) software. Dit programma, dat al ruim dertig jaar bestaat, wordt in de bouw gebruikt om efficiënt samen te werken tijdens het plannen, ontwerpen en bouwen. Bovendien stoot de sector veel CO₂ uit neemt het weinig reducerende maatregelen. Vanwege deze hoge CO₂-voetprint staan er jaarlijks talloze bouwprojecten stil, en dat terwijl de bouwsector in Nederland in 2030 emissievrij moet zijn.

Versterken van 3DCP-technologie

Tijdens zijn PhD aan de TU/e hield Zeeshan zich onder andere bezig met een oplossing voor twee grote beperkingen van 3DCP-technologie. Zo ontbrak stalen bewapening – die zorgt voor stevigheid – in 3D-geprintte betonnen bouwwerken. Ook additieven zoals vezels en aggregaten die de materiaaleigenschappen van beton verbeteren, ontbraken.

Met het oog op de industrialisatie van de technologie ontwikkelde Zeeshan twee systemen. Een om staalkabelwapening in het beton te brengen, Reinforcement Entrainment Device (RED) en een Fibre Reinforcement Entrainment Device (FRED) om vezels en toeslagstoffen toe te voegen.

Het RED-systeem is onder andere gebruikt om zowel de 3DCP-brug in Gemert (de eerste gewapende 3DCP-brug ter wereld) als de fietsbrug in Nijmegen te versterken. Zijn onderzoek heeft ook bijgedragen aan het ontwerp en de bouw van het Milestone 3D-betonnen geprinte huis in Eindhoven. “Door deze projecten kon ik mijn wetenschappelijke onderzoek valoriseren”, aldus Zeeshan.

Vicieuze cirkel

Het harde werk wierp in juli vorig jaar haar vruchten af, toen de start-up een REACT-EU-subsidie van 420.000 euro binnenhaalde om het FRED-systeem verder te ontwikkelen. In november 2021 volgde een tweede subsidie (de MIT R&D-subsidie) van 200.000 euro, waarmee het bedrijf ook het RED-systeem verder kan uitwerken. Zowel het RED- als het FRED-project wordt uitgevoerd in samenwerking met ingenieursbureaus Van Beek en TBRM ES, die ook een deel van de subsidies ontvingen. “De externe erkenning die de subsidies met zich mee brengen, was heel belangrijk. Alle twijfels die we ten aanzien van Zahvy voelden, verdwenen. We konden iedereen laten zien dat waar we mee bezig zijn, belangrijk is.”

Het hielp Zavhy ook aan nieuwe samenwerkingsverbanden met bedrijven die soortgelijke problemen met 3DCP-technologie proberen op te lossen. Zeeshan: “De cirkel is helemaal rond nu we het eerste prototype van het FRED-systeem verkocht hebben aan de TU/e voor het uitvoeren van nieuw onderzoek.”

Bovendien hielpen de subsidies de vicieuze cirkels te doorbreken, vertelt Zeeshan. “Zonder geld kunnen we geen werknemers aannemen of een fabriek bouwen waar we onze technologie kunnen demonstreren. Dan kom je niet verder. Met deze subsidie hebben we echt stappen gezet.” Zo werd R&D materiaalengineer Taco van Meeterener onlangs aan het team toegevoegd, dat naast Zeeshan bestaat uit CFO Wendy Volkers en CTO Frits Rooyackers.

“De externe erkenning die de subsidies met zich mee brengen, was heel belangrijk. Alle twijfels die we ten aanzien van Zahvy voelden, verdwenen. We konden iedereen laten zien dat waar we mee bezig zijn, belangrijk is.”

Zeeshan Ahmed

Drie verdienmodellen

Het jonge bedrijf bestaat uit drie takken. Het ontwikkelt en valoriseert nieuwe hardware en software technologie voor 3DCP, het draagt bij aan bouwprojecten en is bezig met het opzetten van een 3DCP faciliteit in Eindhoven, waar constructies en ontwerpen geprint kunnen worden. Uiteindelijk wil Zeeshan zijn systeem franchisen, om de doelstellingen van de Nederlandse overheid te ondersteunen om een miljoen huizen te bouwen in 2030. Tegen 2025 moeten er ten minste tien andere 3DCP-franchises werken met het systeem van Zahvy.

Omdat 3DCP-technologie nog zo nieuw is, kiest Zeeshan er met zijn bedrijf bewust voor om alle aspecten van de technologie te behandelen, om zo de groei van de 3DCP-markt zo goed mogelijk te ondersteunen. Hij wil een consortium van bedrijven oprichten en de waardeketen rond 3D-betonprinten met elkaar verbinden, zodat problemen collectief kunnen worden aangepakt. “Op die manier kan iedereen die betrokken is bij de bouw er zijn voordeel mee doen en anderen stimuleren om anders te gaan denken als het gaat om 3DCP. Het gaat om het hele proces. We moeten de technologie valoriseren en onderzoek blijven doen, maar ook werken aan de hardware en software. En dan wat we doen, toepassen in projecten. We ontwikkelen het materiaal, ontwikkelen het systeem waarmee dat materiaal geprint kan worden, en dragen bij aan het ontwerp en de constructie.”

3D-printen is bezig met een opmars in de bouwsector

Het gebruik van 3D printers is al lang geen hype meer: in de auto-industrie, lucht- en ruimtevaart en voor medische toepassingen wordt het veel gebruikt.

Start-ups die zich bezighouden met 3D-printen in de bouw schieten als paddenstoelen uit de grond, maar dat vindt Zeeshan alleen maar goed. “Het gaat niet om mijn bedrijf. Ik wil anderen juist graag ondersteunen en samen de bouw duurzamer maken. Mijn grootste concurrenten zijn niet die start-ups, maar de traditionele bouwbedrijven. Hen moet ik de voordelen van 3DCP-technologie laten zien en aan mijn kant van de tafel zien te krijgen.”

Omslagfoto, v.l.n.r.: Frits Rooyackers, Wendy Volkers, Zeeshan Ahmed en Taco van Meeteren.

Dit verhaal is gemaakt in samenwerking met de Technische Universiteit Eindhoven.

Lees ook andere afleveringen uit deze serie.

Iedere dag zet Innovation Origins een start-up in de schijnwerpers. Lees ze allemaal.