3D-betonprinten: een duurzame keuze

Straatmeubilair, landschappelijke kunstobjecten, taludtrappen, bruggen en zelfs complete woonhuizen, het komt allemaal uit de printfabriek van Weber Beamix in Eindhoven. Betonprinten biedt een ongekende vormvrijheid, een hoge bouwsnelheid tegen een zeer competitieve prijs, ook nog eens met minimale inspanningen. Het is bovendien een duurzame keuze, want het beton wordt alleen daar ‘neergelegd’ waar het nodig is én er is geen aanvullende wapening nodig. 

Ruim vijf (2017) jaar geleden had Weber Beamix samen met BAM Infra en andere partners een heuse wereldprimeur met de eerste volledig 3D-geprinte constructie ter wereld, een fietsbrug in Gemert. “Naar aanleiding van dat project hebben we in 2019 in Eindhoven de eerste printfabriek geopend met als doel om het 3D-betonprinten verder op de kaart te zetten”, vertelt Pieter Bakker, projectleider 3D-printen bij Weber Beamix. “Onze focus is eigenlijk drieledig, enerzijds de techniek van betonprinten steeds verder ontwikkelen, finetunen en verduurzamen, anderzijds opdrachten en projecten aannemen en uitvoeren en uiteindelijk deze service wereldwijd uitrollen.”

Weber Beamix heeft in korte tijd een mooi portfolio opgebouwd. De eerste geprinte fietsbrug in Gemert was in feite het startsein voor een hele reeks aan geprinte bruggen in onder meer Nijmegen, Steenwijkerland en nu voor de provincie Noord-Holland. Ook hier worden diverse fiets- en voetgangersbruggen geprint gerealiseerd. Bakker: “Daarnaast mogen we het Milestone-project natuurlijk niet vergeten, bestaande uit een 5-tal geprinte woningen, waarvan de eerste al is bewoond. En recent hebben we zelfs het Guinness Book of Records gehaald met het hoogste geprinte object ter wereld (12,10 meter), de 3D-geprinte versie van de Burj al-Hamam die momenteel de show steelt op de Floriade in Almere. Betonprinten is dus met recht groots in verscheidenheid.”

Behalve complete projecten focust Weber Beamix zich ook op het printen van standaard producten. “Zo hebben we in eigen huis met Witteveen + Bos een duurzaam alternatief ontwikkeld voor een prefab taludtrap”, zegt Bakker enthousiast. “Onze geprinte versie is niet alleen goedkoper, maar ook nog eens meer dan 50% duurzamer. Daarnaast maken we de trap exact op maat binnen onze standaard productrange. Zo hebben we onlangs nog vier grote taludtrappen mogen leveren van 12,5 meter lang en 2,5 meter breed voor een project in Amstelveen. Via een online tool op onze website (www.3d.weber/slopestairs/) kan men de trap op maat samenstellen, het ontwerp in 3D-bekijken en vervolgens online bestellen. In principe kunnen we deze trap dan al binnen drie weken (!) op de bouwplaats leveren. Van lange levertijden is bij ons geen sprake.”

Behalve de ‘standaard’ taludtrappen is er volgens Bakker ook veel vraag naar landschappelijke kunstobjecten in geprint beton. “Organische vormen zijn immers heel eenvoudig te realiseren met een 3D-printer. Daarnaast bekijken we natuurlijk voortdurend voor welke producten we nog meer een efficiënt geprint alternatief kunnen bieden. Samen met BAM doen we nu onderzoek naar 3D-geprinte inspectie- en rioolputten. De eerste resultaten zijn veelbelovend. Een geprinte put bevat minder materieel, geen wapening, is lichter én aan te passen op de situatie ter plaatse (denk aan de aansluitende leidingen). Op het allerlaatste moment kunnen er nog wijzigingen worden doorgevoerd in het ontwerp. Vandaag bestellen en bij wijze van spreken morgen printen, is goed mogelijk.”

In de printfabriek bij Weber Beamix wordt het printproces volledig digitaal aangestuurd. “De software ontleedt het 3D-model in laagjes en maakt er punten van die naar de printrobot worden gestuurd”, legt Bakker uit.     

“De robot gaat deze punten af en legt laagjes mortel op elkaar van ongeveer een centimeter dik en standaard 5 centimeter breed. Daarmee bouwen we laagje voor laagje de elementen of objecten op. De laagjes smelten vervolgens volledig in elkaar dat leidt tot een homogeen product alsof het in één keer gestort is. Alleen zonder bekistingsmal en met minimale inspanningen.” De printmortel is een unieke ontwikkeling van Weber Beamix. “In tegenstelling tot gestort beton, is de printmortel vloeibaar in de slang en op het moment de mortel tot stilstand komt, stijft deze dusdanig op dat je daarna de volgende laagjes erop kunt zetten.”

Met printbeton zijn de meest unieke creaties te realiseren die op de traditionele manier van beton storten ondenkbaar of heel duur zijn. Bakker: “Aangezien we de mortel kunnen neerleggen waar we wensen, kun we deze ook weglaten waar geen beton nodig of gewenst is. 3D-betonprinten is dus een materiaal besparende techniek. In de eerste brug in Gemert wisten we al een besparing te realiseren van 40% ten opzichte van een traditioneel gestort exemplaar. Bij de bruggen in Noord-Holland die we gaan printen loopt dat al op naar zo’n 50 tot 60% aan besparingen. Omdat we minder materiaal gebruiken en geen wapening is printbeton dus ook een duurzame keuze. Vanzelfsprekend zijn we daarnaast druk bezig met het verduurzamen van onze mortel.”

Printbeton biedt volop mogelijkheden. Bakker pleit ervoor om in het ontwerp van elementen en objecten al te denken vanuit de printtechniek. “Topologisch ontwerpen leent zich bijvoorbeeld uitstekend voor de 3D-printtechniek, waarbij de computer het meest optimale ontwerp berekend om gewicht en materiaal te besparen. Wat dat betreft kan de infrasector een voorbeeld nemen aan de vliegtuigindustrie waar topologisch ontwerpen en 3D-printtechnieken al heel gebruikelijk zijn. En het hoeft absoluut niet duurder te zijn. Behalve de producten en projecten die we in de eigen printfabriek realiseren, zijn we als Weber Beamix natuurlijk ook leverancier van de printmortel. Bedrijven kunnen zelfs bij ons aankloppen voor de complete inrichting van een printfabriek. We zijn overtuigd van de toekomst van 3D-betonprinten.”