Het allereerste huis in Nederland dat door 3D-printen met beton is gemaakt, wordt sinds vandaag bewoond. De gelijkvloerse woning in Eindhoven is de eerste uit Project Milestone, een samenwerking van bouwkundig ingenieurs van de TU Eindhoven met bedrijven.

De vrijstaande woning meet 94 vierkante meter vloeroppervlak, verdeeld over een woonkamer en twee flinke slaapkamers, en heeft de vorm van een zwerfkei. Hiermee willen de makers laten zien wat er allemaal kan met 3D-betonprinten. Opvallend zijn de overhellende muren, die met conventionele technieken lastig te maken zijn.

Het bijzondere huis bestaat uit 24 geprinte betonnen elementen, die in de printfabriek in Eindhoven van partner Saint-Gobain Weber Beamix zijn geprint. De elementen zijn vervolgens op de bouwplaats samengebracht en op een fundering gezet. Daarna kreeg het huis een dak en kozijnen en is het verder afgewerkt.
 

Driedimensionaal computerontwerp

3D-betonprinten is een totaal andere techniek dan de methoden die traditioneel in de bouw worden gebruikt. Bij het 3D-printen verloopt de productie in principe direct vanuit een driedimensionaal computerontwerp naar de machine die dat ontwerp werkelijkheid laat worden.

Het grootste voordeel van de techniek is de vormvrijheid. Ontwerpers zijn niet langer gebonden aan rechte hoeken en standaardafmetingen. Een betonprinter werkt door in het XY-vlak steeds een continu laagje betonpasta neer te leggen en zo laagje op laagje te deponeren.

Zo ontstaat gaandeweg een driedimensionaal element uit beton, dat dankzij de techniek de meest organische vormen mag hebben. En elke woning mag weer anders zijn, want het maakt een printer niet uit welke vorm hij maakt.
 


Besparingen

Behalve de enorme vormvrijheid belooft 3D-betonprinten ook besparingen op materiaalgebruik en op arbeidskrachten. De machine draait immers grotendeels zelfstandig.
 

Transport was nog lastig

De betrokken partners trekken ook lessen uit de bouw van de allereerste ge-3D-printe woning. Zo bleek het transport van de elementen van de printfabriek naar de bouwlocatie nog lastig. De elementen bestaan uit verschillende met elkaar verbonden bladen en zijn onregelmatig van vorm, wat het optillen en verplaatsen een uitdaging maakt, valt te lezen op een speciale website van het project. Ondanks alle voorzorg traden er bij het transport toch lichte beschadigingen op.

Een alternatief is om gebouwen direct op locatie te printen, wat mogelijke problemen bij transport voorkomt. Het printen in de beschermde omgeving van een fabriek heeft echter één groot voordeel: de omstandigheden en daarmee de kwaliteit van het beton zijn beter te beheersen, omdat er geen weersinvloeden zijn.
 

In het huis is duidelijk de laagjesstructuur te zien die het gevolg is van het 3D-betonprinten.


Digitalisering

3D-betonprinten is een voorbeeld van de broodnodige digitalisering van de bouw, zei Theo Salet, hoogleraar Concrete Structures aan de TU/e, in 2019 in een interview met De Ingenieur (lees hier het hele verhaal ‘Huizen uit de printer’, pdf-bestand). ‘Andere sectoren hebben in de afgelopen decennia grote sprongen gemaakt in arbeidsproductiviteit, maar de bouw nauwelijks. Metselaars stapelen nog steeds stenen een voor een op elkaar.’ De groep van Salet speelt een centrale rol bij Project Milestone.
 

Nederland voortrekker

Op het gebied van 3D-printen van beton hoort Nederland tot de voortrekkers. De onderzoeksgroep van hoogleraar Salet aan de TU Eindhoven begon jaren geleden al met fundamenteel onderzoek naar het proces van betonprinten. Al in 2015 werd een eerste betonprinter in gebruik genomen voor het doen van onderzoek.
 

Fietsbrug

Dat leidde in 2017 tot een van de eerste geprinte bouwwerken die ook constructief sterk moest zijn. Een fietsbrug in het Noord-Brabantse dorpje Gemert kwam bijna geheel uit de Eindhovense betonprinter. Ook het bedrijf CyBe uit Oss heeft projecten over de hele wereld met 3D-betonprinten. Het bedrijf assembleert ook betonprinters en verkoopt ze.
 

Organische vormen

Het huis in de Eindhovense wijk Bosrijk is niet het eerste gebouw van Nederland dat met 3D-betonprinten is gemaakt. In het Gelders plaatsje Teuge wordt al een tijdje gebouwd aan de Vergaderfabriek, een vergaderlocatie met bijzondere organische vormen. Aan de beelden op de website te zien, is dat gebouw ook bijna af.

Het Klokhuis maakte er deze reportage over:
 

 

Leren van de vorige

In Project Milestone in Eindhoven staan nog vier huizen op de planning, die kort na elkaar worden gebouwd, zodat in elke nieuwe bouwronde steeds geleerd kan worden van de vorige. De volgende woningen krijgen meerdere verdiepingen, waarvoor de techniek nog verder ontwikkeld moet worden.

De partners in Project Milestone hopen dat 3D-betonprinten uiteindelijk als duurzame bouwmethode kan bijdragen aan het oplossen van het nijpende woningtekort. ‘De digitalisering van ontwerp tot en met de uitvoering zorgt voor duurzame en betaalbare woningen, op maat gemaakt naar de wensen van de bewoner’, zegt Salet in een persbericht.


Foto’s Bart van Overbeeke