3D-betonprint Concrete Design Masterclass 2024

Auteur: Cindy Vissering

3D printen in beton en het maken van textiele mallen stond centraal in de Concrete Design Masterclass 2024 in Eindhoven. De Masterclass van een week wordt georganiseerd voor studenten die gewonnen hebben met hun deelname aan de Concrete Design Competition in één van de aangesloten landen: Ierland, Duitsland, Oostenrijk, België of Nederland. Onder leiding van Siebe Bakker van bureaubakker gaan de studenten hands-on aan de slag met het maken van een ontwerp en het uitvoeren van hun ontwerp in beton.

3D printen met beton

De studenten in de Masterclass kregen de unieke kans om hun ontwerpen geprint te zien worden op de industriële 3D-betonprinter van Weber Beamix. Onder begeleiding van de 3D-betonexpert Jonathan (John) Scherptong ontwikkelden zij hun model in Rhino zo, dat deze omgezet kan worden in een printbestand. Hiertoe kregen zij eerst een snelle les in de mogelijkheden en beperkingen van het 3D-printen met beton. De studenten vatten dit samen in: ‘It’s all a sausage’. Vervolgens probeerden zij de randen op te zoeken naar wat mogelijk was, met als resultaat het in elkaar zakken van één model. Daar werd van geleerd en de volgende run kwam er wel perfect uit.

Hands-on

Naast het modelleren in de computer konden de deelnemers hun hart ophalen aan het zelf maken van betonmodellen met behulp van textiele mallen. De deelnemers mengen dan zelf het beton (met zeer fijn granulaat) tot de gewenste stroperigheid (viscositeit) voor het gieten in de mal. Sommige studenten wilden een laagje beton aanbrengen op een textielmal, zoals met spuitbeton wel gedaan wordt. Zij maakten een traag stroperig beton waar zij vervolgens hun mal mee ‘bepleisterden’. Verder werd er jute in een zeer vloeibaar betonmengsel gedoopt en hiermee een mal bekleed. Het team van Weber Beamix trainingscenter André Dorst en Remco de Groot en Udo Snijer zorgden ervoor dat de studenten onbezorgd aan het werk konden.

Inspiratie

Gedurende de week werden er verschillende presentaties gegeven ter inspiratie voor hun ontwerpen. Sprekers waren: Jeroen Schipper van Orange Architects, Diederik Veenendaal van Summum Engineering, Bram Aerts van Atama Architecten en Carolina Versteden van Winhov Architecten. Vanuit Weber Beamix werd het ontwerpen voor de 3D printer toegelicht door Peter Paul Cornelissen. Siebe Bakker van bureaubakker, die ook de hele workshop begeleidde, verzorgde een algemene introductie over zijn fascinatie in betonarchitectuur. Gewapend met die inspiratie en de ontwerpvraag gingen de studenten aan de slag. Er werd een nieuw ontwerp gevraagd voor dagelijkse objecten die efficiënter zijn te maken in 3D-geprint beton. Daartoe werd er eerst een brainstorm gedaan om de denkrichting te stimuleren. Vervolgens ging elke groep voor zich aan de slag.

Fietsenrek

De opgave was om een dagelijks object in de gebouwde omgeving te ontwerpen dat geprint kan worden. Een groep had het idee om al die fietsen bij het station eens wat beter te organiseren in vandalisme bestendige fietsenrekken. Daar moest natuurlijk ook de mogelijkheid bij zitten om een hangslot te bevestigen. Het lastige bleek de maatvastheid van het geprinte beton: de ruimte voor een fietsband werd hier en daar te smal. Als textiele mal maakten zij varianten van een kussen met daarin een sparing voor het wiel.

Bushalte

Een tweede groep wilde met hun ontwerp de conversatie tussen mensen die wachten op de bus stimuleren. In kleinere schaal is het ook geschikt als object op de speelplaats waar kinderen op en rond kunnen spelen, of even rustig kunnen zitten. In de laatste versie gingen zij aan de slag met het integreren van oppervlaktestructuur in hun model. Met de textiele mal zijn zij bezig geweest om een boogvorm, die dan gehangen werd gemaakt, te perfectioneren. Het lastige was dat de vloeibare beton onderin de mal ging zitten. Oplossing daarvoor was een Chippendale structuur te maken en gedurende het eerste deel van het verhardingsproces druk aan te brengen op de onderzijde van de mal.

Beton tent

De derde groep werkte aan cirkeldelen met een zitbank die geschakeld een tent-vorm maken. Vanwege het formaat en het te transporteren gewicht, werd dit model kleiner uitgevoerd. Omdat een cirkelsegment aan de buitenzijde dikker is dan aan de binnenzijde (en het model op zijn kant werd geprint), moest het beton aan de ene kant dikker dan aan de andere kant geprint worden. Dat werd met de snelheid geregeld. De textiele variant hiervan werd bekleed met in betonmortel gedrenkte jute. De eerste test hiervan was een koepelvorm, en die was verbazend sterk!

Kolom

Een kolom bestaande uit schakelbare delen is waar de vierde groep mee aan de slag ging. Zij hadden een basisvorm bedacht die goed geprint kan worden, efficiënt is qua betongebruik en architectonisch in uiterlijk. Na de eerste print die een mooie gestapelde kolom opleverde, testen zij tegelijkertijd de draaiing van de vorm en de hoogte van de units, wat een bijzonder gevormde kolom opleverde. Zij wilden dezelfde vorm gieten in een textiele mal, maar het textiel bolde teveel. Daarna hebben zij het beton gepleisterd aangebracht op een textiel gaas om hun holle vorm te verkrijgen.

Toekomst

Weber Beamix was ook erg geïnspireerd door de ontwerpgedachtes die de studenten hadden. Wie weet zien we binnenkort een variant van één of meer van deze modellen in de openbare ruimte verschijnen. Wij kijken ernaar uit!