Een gebouw dat tot stand komt op een manier die aanzienlijk efficiënter, meer betaalbaar, milieuvriendelijker en sneller is: te mooi om waar te zijn? Het zou wel eens sneller realiteit kunnen worden dan je denkt, want na talloze toepassingen in verschillende sectoren zoals de gezondheidszorg en de luchtvaart, wint 3D-printen ook steeds meer aan populariteit in de AEC-industrie.
3D-printen is een van die innovaties waarvan wordt aangenomen dat ze de wereld zoals we die kennen zal veranderen. Terwijl de technologie vroeger vooral werd gebruikt voor prototyping en eenmalige productie, ontwikkelt ze zich nu tot een productietechnologie. De bouwsector, die traditioneel nogal conservatief is, schrijft zijn meest recente innovaties toe aan additive manufacturing, gedreven door de kostenbesparingen, duurzaamheid en flexibiliteit die het biedt ten opzichte van conventionele methoden. Dankzij de ervaring van de industrie met computerondersteunde productie en bouwinformatiemodellering (BIM) in het bijzonder, wordt de stap naar 3D-printen aanzienlijk kleiner.
3D-printen in de bouw kan worden gebruikt om bouwonderdelen en niche-onderdelen, zoals interieurdecoratie, te maken of om hele gebouwen te "printen". De technieken die hiervoor worden gebruikt, kunnen in drie categorieën worden onderverdeeld:
- Extrusie
Ook wel contour crafting genoemd en veruit de populairste technologie in de bouw. Deze techniek lijkt veel op de manier waarop FDM (Fused Deposition Modelling) desktop 3D printers werken. Pasteuze componenten zoals beton worden gebruikt als filament en uit een speciaal mondstuk geduwd om lagen te vormen. - Powder bonding
Deze techniek lijkt meer op industrieel 3D-printen zoals SLS (selective laser sintering) of Jet Fusion. De machine verspreidt een laag zandachtige materialen, en gebruikt vervolgens een bindpolymeer om de deeltjes samen te binden tot een fysiek 3D-model. - Additief lassen
Dit proces is gebaseerd op booglassen en het produceert ook metalen onderdelen, laag voor laag, waarbij de lagen worden gevormd door de smeltende draadelektrode.
Het is niet toevallig dat 3D-printen in het tijdperk van Industrie 4.0 samenvalt met de zoektocht van de sector naar oplossingen voor al lang bestaande problemen. Laten we eens dieper ingaan op de voordelen van additive manufacturing voor de industrie.
- Veiligheid
Een van de grootste voordelen is het feit dat bouwgerelateerde ongevallen aanzienlijk kunnen worden verminderd. Voor het 3D-printen van een gebouw is heel weinig mankracht nodig en robotica kan de gevaarlijkere klussen voor zijn rekening nemen, wat leidt tot een gemakkelijker en veiliger leven voor bouwvakkers. - Kosteneffectiviteit
3D-geprinte bouwprojecten stellen bouwprofessionals in staat om precies de hoeveelheid materiaal te gebruiken die nodig is. Bovendien kan het materiaal gerecycleerd worden en ook voor andere projecten worden gebruikt. Het spreekt voor zich dat dit enorm gunstig is voor het milieu. Daarnaast is er minder mankracht nodig en is de technologie veel sneller dan conventionele bouw. Conclusie: het proces wordt efficiënter en dus ook kosteneffectiever. - Sneller bouwen
De gebruikte machines kunnen zeer snel werken en hebben geen regelmatige pauzes nodig zoals mensen. Natuurlijk is er toezicht nodig, maar de kans op menselijke fouten neemt sterk af. - Flexibiliteit in architectuur
Atypische ontwerpstructuren zijn geen obstakel voor 3D-printers, waardoor ontwerpers out-of-the-box ideeën kunnen aanbieden aan hun klanten. The sky is the limit!
Hoewel deze voordelen zeer veelbelovend zijn, moet er wel aan worden toegevoegd dat we er nog niet helemaal zijn.
De 3D-printtechnologie gaat met ongekende snelheid vooruit, maar 3D-printen is nog steeds beperkt in materialen en het kan het in sommige opzichten niet concurreren met traditionele bouwtechnieken, met name voor afwerkingsprocessen zoals de installatie van mechanische, elektrische en loodgietersonderdelen (MEP) en pleisterwerk. Een ander obstakel waarmee rekening moet worden gehouden, is het juridische en kwaliteitskader voor 3D-printen. Het heeft jaren geduurd voordat bouwnormen die instaan voor de veiligheid van gebouwen, op punt stonden. Overheden zullen zich dus eerst moeten aanpassen aan de nieuwigheid van 3D-geprinte gebouwen. In het kader van claims wegens bouwgebreken zullen 3D-printer fabrikanten en ontwikkelaars geconfronteerd worden met aansprakelijkheid en claims die normaal gesproken aan menselijke fouten zouden worden toegeschreven.
Al met al ziet de toekomst van 3D-printen in de bouw er veelbelovend uit, ook al moeten er nog wel wat uitdagingen worden aangepakt voordat deze innovatie de nieuwe norm kan worden. Hilde Sevens, CEO van SCIA is stellig: "3D-printen in de bouw is niet langer een futuristisch idee, maar neemt in onze sector een steeds prominentere plaats in. Constructies worden geprint tegen een fractie van de normale kostprijs en tijd en ze zijn veel milieuvriendelijker dankzij het feit dat er bijna geen materiaal wordt verspild. Aangezien er nog wel wat obstakels overwonnen moeten worden, zal het naar verwachting een geleidelijk proces zijn."
Wie weet wanneer jij straks in een 3D-geprint huis woont!