3D-Geprinte Gebouwen: Van Concept tot Constructie — Feit of Fictie?

Als je in een huis of appartement in een ontwikkeld land woont, is de kans groot dat je gebouw gebouwd is uit baksten en mortel — de traditionele manier, met traditionele materialen.

Maar als je veel over 3D-printen hebt gelezen, heb je waarschijnlijk een paar verhalen gelezen over 3D-geprinte gebouwen: additieve architecturale fenomenen die baksten en mortel achterlaten voor filament. Het lijkt alsof je tegenwoordig alles kunt 3D-printen, en bewoonbare structuren zijn geen uitzondering.

Zijn 3D-geprinte gebouwen daadwerkelijk overal ter wereld opduiken? Is wonen een echte toepassing van additieve fabricage, of zijn geprint architecturale structuren slechts een voorbeeld van 3DP-enthousiastelingen die de mogelijkheden van hun technologie overdreven? Zal je ooit in een 3D-geprint gebouw wonen, of zullen de kloeke beloftes van de 3D-printgemeenschap in de nabije toekomst vergeten worden?

In dit artikel bekijken we enkele van de grote toepassingen van 3D-printen in bouw en architectuur, in een poging de haalbaarheid van 3D-geprinte gebouwen te beoordelen.

3D-Geprint Huisvesting

Verschillende bedrijven hebben geprobeerd om volledige bewoonbare structuren te fabriceren met 3D-printtechnologie, met diverse motivaties.

Sommigen geloven dat 3D-printen materiaal- en arbeidskosten in de bouw kan verlagen, terwijl anderen de groene referenties van additieve technologie benadrukken. Sommigen zien 3D-geprinte huisvesting als een oplossing in crisisgebieden getroffen door natuurrampen.

In de realiteit zijn de real-world voorbeelden van 3D-geprinte huizen een mixed bag. De meeste 3D-printtechnologieën in dit domein gebruiken een tamelijk ruw betondepositie-systeem met lage nauwkeurigheid vergeleken met een gewone plastic of metaal 3D-printer.

Zoals de machines dikke muren kunnen fabriceren, moeten eventuele complexiteiten aan andere productieprocessen worden overgelaten.

In 2018 onthulde 3D-printbedrijf ICON een 3D-geprint huis dat in minder dan 24 uur gebouwd kon worden. Echter, gegeven de kleine schaal van het gebouw en het gebruik van additionele niet-geprinte materialen, is het onduidelijk of deze soort constructie significant sneller, kosteneffectiever en betrouwbaarder is dan traditionele methoden.

Een ander bedrijf dat probeert 3D-print huisvesting te populariseren is Apis Cor, wat een andere aanpak hanteert. In plaats van te focussen op duurzaamheid en crisisredding, probeert Apis Cor "volledig autonoom apparatuur" te maken die constructieprojecten kan realiseren met minimale arbeid.

Hoewel er enkele intrigerende aspecten zijn aan 3D-geprinte huisvesting, zijn er tot nu toe zeer weinig succesvolle voorbeelden ervan.

Ontwerpkenmerken

Een realistischere toepassing van 3D-printen in bouw en architectuur is het 3D-printen van exterieure en interieure ontwerpelementen. Deze kunnen onder andere overkappingen, niet-dragende interieure muren, tegels en decoratieve kenmerken omvatten.

Bedrijven als Rusland's Specavia, bijvoorbeeld, gebruiken hun eigen beton 3D-printers om kleinere architecturale kenmerken te printen: dingen zoals torens, boogvormen, dwergscheidingen, kachels en open haarden. Deze kenmerken kunnen digitaal aangepast en geïnstalleerd worden binnen traditioneel gemaakte gebouwen, en de 3D-printers die gebruikt worden om ze te maken, zijn draagbaarder dan die ontworpen om hele gebouwen te printen.

De mogelijkheden zijn nog breder met interieure ontwerpelementen. Aangezien minder rekening hoeft te worden gehouden met weerbestendigheid en stabiliteit, kan een breder scala aan materialen worden gebruikt — engineering kunststoffen, bijvoorbeeld — om verblindende structuren te creëren.

In 2015 onthulde Peking's Laboratory for Creative Design een gigantische indoor 3D-geprint paviljoen op Peking Design Week. En hoewel het geen heel praktisch stuk architectuur was, toonde het futuristische uitziende paviljoen de esthetische mogelijkheden van 3D-printen in dit domein.

Een veel meer veelvoorkomende toepassing van 3D-printen is het ontwerpen van 3D-geprinte meubels zoals stoelen, tafels en lichtarmaturen.

Architecturale Modellen

Misschien kun je wel een heel gebouw 3D-printen: muren, dak en alles. In feite, dat is wat veel architecten doen wanneer ze ontwerpen en fabriceren van geschaalde, 3D-geprinte architecturale modellen.

3D-printen biedt veel voordelen ten opzichte van traditionele methoden — staafconstructie, bijvoorbeeld — wanneer het gaat om het maken van geminiatureerde architecturale modellen. De mogelijkheid om een digitaal CAD-bestand perfect te repliceren is natuurlijk erg nuttig, en de reeks kleuren en materialen die beschikbaar zijn voor de ontwerper biedt flexibiliteit.

Het is ook ongelooflijk snel en makkelijk. Het gebruik van handmatige methoden om architecturale modellen te maken is heel erg als het bouwen van een kaartenhuis: er is veel complexiteit, en er is altijd het risico dat het hele ding instort. Met 3D-printen is weinig handvaardigheid vereist, aangezien modellen veilig in één stuk geprint kunnen worden.

Architecten gebruiken nu regelmatig 3D-printen om modellen te maken voor conceptuele ontwikkeling en klantpresentaties. Het is niet beperkt tot een bepaalde technologie: FDM, SLS, ColorJet en andere 3D-printers kunnen allemaal met goed effect gebruikt worden.

Op dit moment ben je veel meer geneigd een 3D-geprint model van een gebouw te zien dan een echte, levensgrote structuur. Dat kan allemaal veranderen, maar — voor nu, tenminste — moet je je comfortabel voelen in een traditioneel, niet-geprint huis.