Laag voor laag rolt de fietsbrug uit de 3D-printer

Vanochtend is in het Brabantse Gemert de eerste 3D-geprinte fietsbrug ter wereld in gebruik genomen. Theo Salet, hoogleraar betonconstructies, gaf in juli een rondleiding op de werkplaats in Eindhoven. Zien we in de toekomst meer 3d-geprinte infrastructuur?

Evgeniy Jutinov (links), Theo Sallet (midden) en Zeehand Ahmed. Beeld Aurélie Geurts

Met een tevreden blik kijkt Theo Salet naar het enorme, kanariegele apparaat dat de werkhal van de Technische Universiteit Eindhoven (TUE) domineert. Door het apparaat vloeit een stroom betonmortel, die als dikke tandpasta op de printplaat blijft liggen. De printkop is de hele tijd in beweging en spuit een nauwkeurig patroon van beton. De vorm die zo laag voor laag ontstaat, moet uiteindelijk uitgroeien tot een fietsbrug van 8 meter lang en 3,5 meter breed. In september moet de brug klaar zijn, waarna zij een plek krijgt langs de rondweg bij het Noord-Brabantse Gemert. De brug wordt, op de leuningen na, geheel van beton geprint.

Salet wijst enthousiast naar een rol staaldraad die aan de printerkop is bevestigd. 'Daarmee wordt het beton meteen gewapend, volautomatisch! We zijn de enigen ter wereld die dat momenteel doen.' De Eindhovenaren horen ook tot de eersten die een echte, verkeersveilige brug maken met een 3D-printer. In Madrid ligt sinds december een geprinte voetgangersbrug, en de Nederlandse start-up MX3D print momenteel een stalen voetgangersbrug voor de Oudezijds Voorburgwal in hartje Amsterdam. De techniek is nog zo nieuw dat een brug printen echt pionieren is, merkten ze ook in Eindhoven.

Testbrug

Bij de eerste poging om de brug te printen, bleek het ontwerp nog niet ideaal. De Eindhovenaren moesten terug naar de tekentafel. Dat leverde ruim een maand vertraging op. Salet: 'De afgelopen weken hebben we ervaren dat er nog veel te leren valt. Het printen van een brug is één ding, maar bij het printen van een brug die ook werkelijk in het verkeer gebruikt zal worden, komt meer kijken. We hebben in overleg met ingenieursbureau Witteveen+Bos het ontwerp wat aangepast, om de brug nog veiliger te maken voor gebruikers.' Met een testbrug werd de maximale belasting van het ontwerp onderzocht. Dankzij die test weten de onderzoekers nu dat hun brug 35 duizend kilo kan dragen voordat zij breekt, bijna het dubbele van de veiligheidsnorm van 18 duizend kilo.

Terwijl de printer de vierde betonlaag afmaakt, knipt masterstudent Evgeniy Jutinov de draad door. 'We printen 4 betonlagen met staaldraad, dan 22 zonder, dan weer 4 met, enzovoort,' legt hij met een licht Russisch accent uit.

Milieuwinst

3D-printen biedt meerdere voordelen ten opzichte van conventionele bouwmethodes, stelt Salet. 'Van een digitaal ontwerp hoef je geen papieren bouwtekening meer te maken. Je kunt het ontwerp direct naar de printer sturen en zo tijd besparen. Verder heb je geen houten mallen meer nodig om het beton in de gewenste vorm te gieten. Mallen voor mooie, complexe bouwwerken, zoals de Verlengde Waalbrug in Nijmegen, zijn vaak heel duur. Dankzij 3D-printen wordt bouwen met beton niet alleen sneller en goedkoper, maar krijgen architecten ook meer creatieve vrijheid.'

Ook niet onbelangrijk: bouwen met de 3D-printer is duurzaam. 'Volgens schattingen is de productie van cement verantwoordelijk voor 5 tot 7 procent van de CO2 die mensen wereldwijd uitstoten', aldus de hoogleraar. 'Omdat onze brug hol geprint wordt, is er 60 procent minder beton nodig dan wanneer zij massief zou zijn. Dat is toch een flinke milieuwinst.'

Ondanks die voordelen zal het nog wel even duren voordat Nederlandse bouwondernemingen op grote schaal met 3D-printers gaan werken. Een grote beperking is vooralsnog het gebrek aan wet- en regelgeving voor deze manier van bouwen. Salet pleit dan ook voor het opstellen van duidelijke regels, tegelijk met het printen van nieuwe bouwwerken. 'Als we eerst op de wetgeving moeten wachten, wordt de innovatie fors vertraagd. Daarom moeten er nu al meer van zulke bouwprojecten worden uitgevoerd, waarbij kennisinstellingen, de bouwindustrie en opdrachtgevers nauw met elkaar samenwerken. Zonder de steun van de provincie Noord-Brabant en bouwbedrijf BAM zou deze brug niet gebouwd worden. Zij hebben dit project mogelijk gemaakt.'

De provincie heeft de fietsbrug besteld, zegt projectleider Jeroen Nuijten van BAM. 'BAM zat al in een consortium dat onderzoek naar 3D-printen op de TUE stimuleert. Met Theo Salet hebben we kort overlegd of we dit project konden doen. We hebben toen meegedongen naar de aanbesteding en gewonnen. De bedrijven in het consortium dragen allemaal bij: zo maakte Witteveen+Bos het ontwerp, levert Weber Beamix de mortel en maakt timmerfabriek Verhoeven de leuningen. De kosten worden grotendeels gedragen door BAM, omdat we geloven in deze technologie en omdat we hiervan willen leren voor toekomstige opdrachten.'

De fietsbrug wordt in 800 laagjes geprint. Beeld Ton van de Meulenhof
Een 3D-villa, -kasteel en -suite.

Gebouwen gemaakt met een 3D-printer

Villa

Wereldwijd wordt geëxperimenteerd met het 3D-printen van complete huizen. China loopt daarin voorop: zo werden daar in 2015 aardbevingsbestendige woningen geprint. Maar het kan groter: in 2016 printte het Chinese bedrijf HuaShang Tengda een villa van 400 vierkante meter, een proces dat 45 dagen in beslag nam. In Nederland is het Amsterdamse architectenbureau DUS sinds 2013 bezig met het printen van een grachtenpand van duurzaam plastic. Het pand moet in 2018 klaar zijn, net als het eerste betonnen huis dat in Nederland met een 3D-printer wordt gebouwd door de TUE.

Kasteel

Een belangrijk voordeel van 3D-printen is dat er in principe geen beperkingen zijn als het gaat om bouwvormen. Dat weet Andrey Rudenko, een pionier op het gebied van 3D-printers, maar al te goed. Met een printer die hij zelf heeft ontwikkeld, legde Rudenko in 2014 de laatste hand aan een betonnen kasteeltje, dat zo uit een fantasyfilm lijkt te zijn gekomen. Bij het bedrijf van Rudenko, gevestigd in Minnesota, liggen meer ideeën voor het printen van kastelen en hightechgebouwen.

Hotelsuite

Het Lewis Grand Hotel in de Filipijnse stad Angeles trok in 2015 veel aandacht toen Lewis Yakich een complete hotelsuite van 130 vierkante meter liet printen. Yakich was verantwoordelijk voor het ontwerp. In de suite bevinden zich verscheidene slaapkamers, een woonkamer en een jacuzzi, allemaal afkomstig uit een 3D-printer die Yakich met Rudenko (die van het kasteel) bouwde. Als bouwmateriaal voor dit project werd een mengsel van zand en vulkanische as gebruikt.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2019 de Persgroep Nederland B.V. - alle rechten voorbehouden