Verslag bijeenkomst 3D-printen en parametrisch ontwerpen

Spectaculair was het om de vaas live in elkaar te zien vallen. De operators van de 3D-printer vonden het ontwerp wat klein en hebben op het laatste moment de maten verdubbeld. Dit betekende waarschijnlijk dat de offset* te groot werd en de vaas de krachten niet meer aan kon.

Natuurlijk hadden we de filmpjes van Rob Wolfs gezien in zijn presentatie over zijn onderzoek, maar live… Dat geldt ook voor de printer zelf, om te zien, te horen, te ruiken en de gehele ruimte te voelen. Aan het einde van de intensieve middag werd de borrel bij de in bedrijf zijnde betonprinter gehouden. Op die manier kan iedereen op zijn gemak de verschillende proefobjecten die in de hal staan bekijken. Inclusief de mock-up van de brug voor Nijmegen, waarvan Michiel van der Kley het ontwerp maakte.

‘New ways to create and collaborate’

Zowel Michiel van der Kley als Pim van Wylick raakten gebiologeerd door de mogelijkheden van het parametrisch ontwerpen in combinatie met het aansturen van een 3D-printer. Met parametrisch ontwerpen en 3D-printen wordt het ineens makkelijk om door de natuur geïnspireerde vormen te produceren. Daarbij is de basis van een vorm gelijk, maar zijn er minuscule verschillen waardoor een constructie die daaruit is opgebouwd, werkelijk ‘gaat leven’.

Michiel van der Kley verbeeldde zich hoe het zou zijn om in zo’n organisch gevormde ruimte te staan. Hij begon met een huisprinter voor kunststof en bedacht dat hij in zijn eentje wel erg lang bezig zou zijn om alle delen te printen. Daarom deed hij een oproep op onder meer social media en over de hele wereld gaf men gehoor aan die oproep. Zo werd ‘project EGG’ werkelijkheid.

De volgende stap is het 3D-printen van beton, waarin Michiel ook veel zelf heeft geëxperimenteerd. Het ontwerp van de brug in Nijmegen in opdracht van Rijkswaterstaat heeft hij ontworpen in het team met engineering en uitvoering samen (BAM, Weber Beamix, Summum Engineering en Witteveen+Bos). De brug is geïnspireerd op een schelp en kan zich parametrisch aanpassen aan afstand van oever tot oever, de breedte, de zwaarte van het verkeer. Hierdoor ontstaat een ‘familie’ van bruggen.

Dubbelgekromde uitdaging

In het ontwerp van de Vergaderfabriek stelde het ontwerpteam rondom Pim van Wylick van The Form Foundation zich de uitdaging om dubbelgekromde vlakken te printen. Hierbij wilde Pim een zo groot mogelijke offset* realiseren. Het ontwerp is afgeleid van de rotorbladen van een vliegtuig, inspiratie van het nabijgelegen vliegveld Teuge. De ruimte moet rond zijn vanwege het panorama-beeldscherm dat de opdrachtgever in de vergaderzaal wil realiseren.

Vanwege de intensieve samenwerking van ontwerp, engineering en uitvoering in een parametrisch model, is het noodzakelijk dat elke partner van begin af aan de aspecten die hij belangrijk vindt op tafel legt. Alleen op deze transparante manier kunnen alle aandachtspunten gelijk vanaf het begin worden meegenomen. Meer over het project lees je in het interview dat Tektoniek eerder hield met Pim van Wylick en Hugo Jager.

Workshop parametrisch ontwerp voor betonprinter

De deelnemers ontwierpen als introductie op parametrisch ontwerpen een vaas. Met schuifjes pasten zij de parameters aan in een model. BAM en Packhunt i.o. hadden ter voorbereiding dit model gemaakt. Nadat de hobbels van op de wifi aangesloten zijn en op de juiste pagina terechtkomen waren genomen, werd er geconcentreerd gewerkt om de mooiste vaas te ontwerpen.

Aan het einde van de middag werd er digitaal gestemd op het mooiste model, dat eerst getoetst was op de printbaarheid.

De workshop werd geïntroduceerd door BAM, Witteveen+Bos en Packhunt i.o. Zij lieten zien welke projecten er nu al geprint worden en welke mogelijkheden er zijn met parametrisch modelleren.

Download hier hun presentatie.

Toekomstbeeld

Rob Wolfs nam ons mee in zijn promotieonderzoek en liet zien met welke onderzoekslijnen de TU Eindhoven bezig is. Rob heeft een model ontwikkeld dat laat zien wat de krachten zijn op de constructie wanneer de stapeling van lagen teveel wordt voor het nog niet uitgeharde beton waardoor de onderste lagen gaan ‘uitbuiken’.

Daarnaast heeft hij onderzoek gedaan naar ‘structural concrete’, zoals het stabiliseren van de constructie met zand, zodat er een grote offset* te realiseren is; het toevoegen van vezels en het effect van het met de printerkop laten meelopen van een ijzerdraad als wapening.

Vervolgens worden de aannames en berekende mogelijkheden getoetst in de praktijk, o.a. met de eerste betongeprinte fietsbrug in Gemert en recent voor de brug van Nijmegen.

Vervolg onderzoek zit er ook in hoe verschillende geprinte delen met elkaar verbonden kunnen worden en hoe horizontale vlakken gecreëerd kunnen worden, zoals de vloer of een dak van een huis.

* offset is de mate van verschoven liggen van de printlaag op een vorige laag

Met dank aan de gastvrijheid van Weber Beamix voor de ontvangst in hun opleidingscentrum.