3D-Betonprinten: van één kolom naar een tiny house

In de enorme hal van de voormalige Campinafabriek in Eindhoven ligt een deel van een betonnen waterbaan die uiteindelijk in Enschede moet komen te liggen. Een van de geprinte wanden is in elkaar gezakt. ,,Dat is niet erg”, zegt Volker Ruitinga van het consortium De Huizenprinters. ,,Dit is een proef. We hebben hier gekeken met hoe weinig beton we de wanden konden printen.” De krommingen gingen prima, de lange rechte stukken niet. ,,Het is constant de grens opzoeken.”

Nu zijn het nog een waterbaan, enkele kolommen en wat andere testmodellen, binnen afzienbare tijd moet er een compleet tiny house uit de betonprinter van De Huizenprinters komen. Dat is een consortium met bouwbedrijf Heilijgers, betonbedrijf Van der Kamp, Blueways (innovatie), de broedplaatsen FabLab en WAR Amersfoort en tenslotte Vertico, het bedrijf van Ruitinga.

3D printen met focus op de toekomst

De eerste stappen voor het printen van een complete woning werden in 2016 in Amersfoort gezet, toen de initiatiefnemers een subsidie van de gemeente Amersfoort kregen om met betonprinten aan de slag te gaan. ,,Ik werkte toen in de automotivebranche”, zegt Ruitinga. ,,Ze kwamen bij mij met de vraag of wij een robot konden leveren en dat kon. Ik vond dat zo interessant dat ik twee jaar later een eigen bedrijf in 3D-printing ben begonnen.”

Bouwbedrijf Heilijgers stond aan de wieg van het consortium. ,,Wij zijn mede-initiatiefnemer”, zegt commercieel directeur Herman Broekhuizen. ,,De mensen van het eerste uur kwamen bij ons terecht omdat we graag buiten de gebaande paden gaan en de focus op de toekomst hebben. We zijn toen bij Volker terechtgekomen voor de robotarm en we hebben er ook betonbedrijf bij betrokken. En zo is het een beetje uit de hand gelopen.”

Beton is een innovatief en duurzaam materiaal

Ruitinga: ,,Een tiny house printen is interessant. Er komt steeds meer vraag naar dit soort kleine woningen en met de printer kun je een duurzaam gebouw neerzetten. Je hebt geen bekisting nodig bij de productie, er zijn goede isolatiemogelijkheden en we gebruiken geen wapeningsstaal. Beton is innovatief en aan het einde van de lange levensduur is het makkelijk te recyclen.”

Maar zover is het nog niet, zegt ook Broekhuizen: ,,Het is al mogelijk om betonwanden te printen, de volgende uitdaging is om er constructief ook iets mee te doen. Een normale woning is een grote stap, een tiny house is eerder haalbaar. Ik zie op dit moment nog geen markt voor woningen die helemaal geprint zijn, maar door initiatieven met esthetische elementen kan de markt wel in een stroomversnelling komen.”

Het ontwerp voor een eerste geprinte tiny house is er al wel. Ruitinga wil best de schets van het betonnen huisje laten zien, maar die afbeelding mag nog niet naar buiten. Mogelijk is een deel van het ontwerp binnenkort al wel ergens te zien. ,,We zijn met een spraakmakende opdrachtgever in gesprek om het als een soort paviljoen bij een ander gebouw neer te zetten. Daardoor zou het een enorme exposure krijgen”, zegt Broekhuizen van Heilijgers.

Het beton moet snel genoeg drogen

De printer fabriceert geen massief beton, maar in feite een betonnen bekisting waarin beton of een ander materiaal wordt gestort. De wanden die de printer opbouwt zijn 2,5 centimeter dik. De rest wordt opgevuld. Het onderste deel is breder dan boven.

Beton dat via de robotarm uit de printkop komt moet snel genoeg drogen om niet in elkaar te storten. ,,Maar je kunt ook weer niet te veel versneller toevoegen, want dan loopt de printer vast”, zegt Ruitinga. Er zijn wel wat hulpmiddelen mogelijk om te voorkomen dat het vers geprinte beton de tijd krijgt om uit te harden zonder dat het in elkaar zakt. 

,,Voor het printen van een betonnen kano hebben we daarvoor eerst zand gebruikt om tegendruk te geven. Dat werkte goed, maar er moest wel 1700 kilo zand in. Nu gebruiken we daarvoor glazen balletjes, die veel lichter zijn. In het geval van de kano zou je dan maar 20 kilo nodig hebben.”

Ruitinga verwacht dat er nog dit jaar een proef afgerond kan worden met twee kolommen die onderdeel worden van het tiny house. ,,Het duurt nog wel een aantal jaar voordat huizen commercieel uit de 3D-printer komen. Door dit traject leren wij ontzetten veel over het innovatieproces en bereiden we de bouw voor op de toekomst.”

3D-betonprinten verandert het ontwerp

Hij verwacht dat door het betonprinten de vorm van ontwerpen zal veranderen. ,,Je kunt met veel  minder beton af. In Gent is een brug ontworpen door uit te gaan van een betonnen blok, waarvan door de computer in het ontwerp steeds een laagje werd weggehaald, waarna opnieuw werd berekend of de sterkte goed was. Daardoor krijg je een hele efficiënte constructie. Dat noem je ook wel organisch topologisch gevormd.” Of architecten dat leuk zullen vinden? ,,Ik denk het wel. Het is geen beperking, maar een enorme kans. Je kunt een gebouw enorm veelzijdig maken.”

Vertel ook uw verhaal

Onder het motto 'De mooie eigenschappen van beton' zoekt Betonhuis opdrachtgevers, architecten, adviseurs, stedenbouwkundigen die hun kennis van beton in de bouw willen vertellen. Via de website van Betonhuis wordt direct toepasbare kennis over de mogelijkheden en pluspunten van het toepassen van beton in gebouwen en constructies ontsloten. Kennis over bekende en wellicht minder bekende duurzame eigenschappen en prestaties van beton als bouwmateriaal. Een website om u verder op weg te helpen bij de daadwerkelijke toepassing van beton in de praktijk. Ook geïnteresseerd? Neem contact op met Remco Kerkhoven, stuur een e-mail.

Dossier 3D-Betonprinten