Modulaire woningbouw: Innovaties in 3D-Betonprinten

Auteur: Cindy Vissering

Kort na het succes van het Nederlandse project De Vergaderfabriek in 2019, het eerste 3D-betongeprinte gebouw van Europa, bracht de coronapandemie een onverwachte uitdaging. Fysieke demonstraties en persoonlijke ontmoetingen maakten plaats voor online presentaties, die niet dezelfde overtuigingskracht boden. Berry Hendriks, oprichter en drijvende kracht achter CyBe, verlegde zijn focus naar landen waar nog wél mogelijkheden lagen, zoals in het Midden-Oosten, de Verenigde Staten, Zuid-Afrika en Australië.

Het doel: niet alleen bouwen, maar vooral kennis en technologie delen. Deze aanpak leidde tot een model waarin partners zelf kunnen kiezen hoeveel ondersteuning ze nodig hebben. Of het nu gaat om de aanschaf van printers, advies over betonmengsels of ontwerpbegeleiding, CyBe biedt een modulair kennisplatform.

Terug naar de oorsprong

Met een wereldwijd netwerk van partners die CyBe’s technologie omarmen, wil het bedrijf nu ook in Nederland de ideeën die zij elders hebben ontwikkeld, zelf lokaal implementeren. De visie van Berry Hendriks is duidelijk: bouwen moet sneller, goedkoper en duurzamer worden om de woningbouwopgave goed te kunnen invullen. Als zoon uit een aannemersgezin koos hij bewust voor een toekomst in digitalisering in de bouw: “3D-betonprinten is de volgende stap in ontwikkeling van de bouw, gebaseerd op de vierde industriële revolutie.”

PPVC: Modulaire bouw met een twist

Om snel, goedkoop en duurzaam te kunnen bouwen, richt Hendriks zich op Prefabricated Prefinished Volumetric Construction (PPVC). Deze techniek, populair in Azië, draait om het produceren van volledig afgewerkte modules in de fabriek, die op locatie alleen nog gemonteerd hoeven te worden. Waar de meeste PPVC-fabrieken die in Nederland ontwikkeld worden, beperkt zijn tot standaardformaten, biedt 3D-betonprinten een ongekende flexibiliteit. Elk element kan uniek worden ontworpen en geproduceerd, zonder dat hier aangepaste mallen voor hoeven te worden gebruikt.

3D-betonprinten combineert snelheid en maatwerk. Zo wordt eerst de bekisting van de vloer geprint, waarna de wanden direct worden opgebouwd. Tijdens het printen kan de vloer gestort worden. Dit proces integreert wapeningsnetten en koppelingen voor eenvoudige montage en demontage. De holle wanden maken het bovendien makkelijk om installaties, leidingen en isolatiemateriaal toe te voegen, nadat de wand is opgebouwd. Tijdens het printen, als het beton nog relatief zacht is, worden sparingen gemaakt en lasdozen geplaatst.

Constructief 3D-geprint beton

CyBe produceert volgens internationale standaarden zoals ISO/ASTM 52939:2023, wat de sterkte, de betrouwbaarheid en het algemene kwaliteitsproces van hun constructies garandeert. De geprinte wanden bevatten wapeningskolommen die geïntegreerd zijn met de vloer en de bovenliggende randbalk. De kolommen worden op dag twee volgestort, wanneer de wand voldoende is uitgehard. De randbalk die alle wanddelen koppelt, kan variëren in materiaal, afhankelijk van de lokale bouwmethoden. De Eurocode wordt hierin gevolgd, zodat er geen destructieve testmethodes nodig zijn, zoals bij veel andere 3D-betongeprinte constructies.

De wandopbouw kan variëren: afhankelijk van het klimaat en de eisen kan een doorsnede bestaan uit twee, drie of zelfs vier schillen. In Nederland wordt gekozen voor een drievoudige opbouw met isolatie tussen de buitenste schillen, om koudebruggen te vermijden.

Circulaire bouw: Een toekomst met hergebruik

De integratie van circulaire principes is een kernwaarde. Modules worden ontworpen met een materialen- en productpaspoort, waarin specificaties zoals sterkte van de kolom en gebruikte materialen vastgelegd zijn. Dit maakt hergebruik eenvoudig: een module kan worden gedemonteerd, een nieuwe afwerking en installaties krijgen en vervolgens opnieuw worden ingezet. De verbindingen tussen elementen zijn ontworpen om droge koppelingen mogelijk te maken, zonder beton te storten.

Ontwerpvrijheid in 3D

Een veelgehoorde kritiek op modulaire bouw is het gebrek aan esthetische diversiteit. Door de unieke mogelijkheden van 3D-betonprinten te benutten, kan dit weerlegd worden. Zonder vaste mallen kunnen modules in verschillende formaten en vormen geproduceerd worden. Deze technologie versnelt niet alleen het proces, maar vergroot ook de ontwerpvrijheid. 

Gevels kunnen variëren in vorm, textuur en zelfs kleur, zonder dat dit veel extra kosten met zich meebrengt. Denk aan geïntegreerde plantenbakken, golvende patronen of gevels met een afbeelding of patroon in reliëf. Naast de standaardafwerking van de karakteristieke ribbel in geprint beton, kan de gevel ook voorzien worden van steenstrips of gestuukt worden bijvoorbeeld. 

Werden de eerste gevels in 3D-betonprinten opgebouwd uit verdiepingshoge wanddelen met kozijnstroken van vloer tot plafond ertussen, inmiddels is het mogelijk om met behulp van een PS-pas-stuk L-, C- en O- wanden te printen.

Innovaties in snelheid en precisie

Technologische vooruitgang blijft de drijvende kracht achter succes. De nieuwste printer, een combinatie van een robotarm en portaalprinter, kan hoeken printen met ongekende precisie. Dit is cruciaal voor modulaire bouw, waar een perfecte aansluiting tussen units essentieel is. Met snelheden tot 500 mm per seconde kan de printer per dag twee modules van 2,5 x 8 meter produceren, inclusief complexe hoeken en sparingen voor installaties.

Tijdens het printproces werken slechts drie mensen aan de productie, en wordt alles voorbereid op efficiënte afwerking, zoals het gladstrijken van de binnenwanden na elke 20 cm printen indien gewenst, zodat deze met een filmlaag behangklaar wordt afgeleverd.

De visie van CyBe: Een industriële revolutie in de bouw

Berry Hendriks beschouwt 3D-betonprinten als de volgende stap in de industriële revolutie. “We begonnen niet met een standaard betonmengsel,” legt hij uit. “We hebben een bindmiddel gezocht dat zo snel uithardt, dat we een wand in één uur kunnen printen. Vervolgens ontwierpen we de printer en het proces daaromheen. De technologie is ontworpen rondom snelheid en efficiëntie.”

Met dit uitgangspunt wil Hendriks niet alleen bijdragen aan de verduurzaming van de bouwsector, maar ook oplossingen bieden voor de woningbouwopgave. De combinatie van digitalisering en circulair bouwen wijst de weg naar een toekomst waarin snelheid en duurzaamheid geen tegenpolen meer zijn. Daarbij blijft de samenwerking met architecten, aannemers en overheden essentieel.