De historie van de 3d printer

Weet jij eigenlijk hoe lang men al print? Het principe van printen werd niet na de oorlog pas uitgevonden, maar stamt uit de tijd van 3000 voor Christus. Al ruim 5000 jaar worden afdrukken gemaakt. Het begon met ronde rolzegels die afdrukken maakten in een kleitablet. De printer die je aansluit op een computer, zoals we ze vandaag de dag kennen, werd in 1957 geïntroduceerd.

In het jaar 1990 werd de eerste 3d printer uitgevonden. Een aantal projecten van MIT in samenwerking met 3D Systems leidde hiertoe. Metaal werd toen gebruikt als productiestof. Tegenwoordig wordt vaak een fijn poeder gebruikt, zoals gips, bioplastics, polyurethaan en epoxy. Door telkens de laagjes aan elkaar te printen, worden lagen aan elkaar verbonden.

Toepassingen 3d printers

Een 3D-printer maakt het productieproces veel sneller dan wanneer een mens dit met de hand zou doen. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt in de medische industrie. Denk bijvoorbeeld aan een prothese. Door een prothese 3d te printen is de prothese sneller gemaakt, zijn de kosten relatief laag en past de prothese perfect op het lichaam van de patiënt. Datzelfde geldt voor gehoorapparaten. In de VS worden bijna alle gehoorapparaten tegenwoordig al met een 3D-printer gemaakt.

Ook in de filmindustrie wordt dankbaar gebruik gemaakt van 3d printen. Hiermee weten filmmakers waanzinnige attributen te maken. Daarnaast wordt het in de luchtvaart, het onderwijs, de auto-industrie en robotica al langer toegepast. En nu dus ook bij werk in de bouw.

3d printers bij werk in de bouw

In Nederland zijn al een aantal 3d-geprinte bouwconstructies te vinden. Zo werd in 2018 het eerste 3D-geprinte huis van Nederland geopend in Eindhoven. Dit huis is van beton en voldoet aan alle bouwvoorschriften. Daarnaast voldoen ze ook aan de eisen van bewoners over onder andere indeling, comfort, betaalbaarheid en kwaliteit. Theo Salet, hoogleraar Bouwkunde TU Delft werkte mee aan dit project. Hij is een pionier op het gebied van 3d-betonprinten. Hij werkte ook aan de eerste volledig 3d geprinte brug, die ook in het jaar 2018 werd geplaatst in Amsterdam.

Bij de projecten in Eindhoven en Amsterdam was vooral sprake van 3d printen voor de constructie. Bij andere projecten wordt juist weer gekeken naar de afwerking. Denk aan gevel- en sierelementen. Een ontwerp of model van een architect kan zo 1-op-1 over worden genomen. Zodoende kan een architect zonder vrijheidsbeperkingen maken en ontwerpen wat hij wil. Hij hoeft dan geen rekening te houden met of het überhaupt mogelijk is. Dat brengt ons bij de voordelen van 3d-printen.

Voordelen 3d printen in de bouw

De voordelen van 3d-printers zijn enorm uitgebreid. Daarnaast pakken ze veel problemen aan die op dit moment in de maatschappij spelen. Dit maakt het wellicht een goede innovatie in de bouw. De volgende voordelen kunnen wij noemen:

Duurzaamheid

Er is veel te doen rondom de CO2-uitstoot in de bouw. 3d printing kan hiervoor een onderdeel van de oplossing zijn. Door het ontwikkelen van de technieken kan er beton gebruikt worden dat minder CO2 uitstoot. Het bevat namelijk minder cement. Ook worden wanden dunner. Er is dus minder materiaal nodig.

Bij de traditionele bouw wordt vaak al geplaatst materiaal weggenomen. Denk aan het frezen van leidingen. Bij additief bouwen (Additive Manufacturing, zoals 3d-printen ook wel wordt genoemd) wordt materiaal toegevoegd waar nodig. Zo kan een ontwerper direct rekening houden met leidingen, waardoor er veel minder materiaal gebruikt hoeft te worden.

Bouwstoffen die eerder zijn gebruikt bij 3d-printen kunnen door de shredder gehaald worden en opnieuw worden gebruikt. Hierdoor kan een 3d-printer circulair produceren. De oude materialen worden dan niet weggegooid, maar opnieuw gebruikt om te produceren. Hierdoor gaan de kosten van verbouw en renovatie naar beneden. Daarnaast heb je geen voorraad nodig, geen opslag en bij het op locatie printen is er ook geen vervoer nodig. Kortom: het milieu wordt niet onnodig overbelast.

Woningtekort

Er is sprake van stikstofuitstoot, waardoor er minder gebouwd mag worden. Tegelijkertijd is er wel een woningtekort. Zodra een 3d-printer kan bouwen met minder CO2-uitstoot, is het ook direct een oplossing voor het woningtekort. 3D printers bouwen veel sneller. Het zijn machines, die hebben geen pauzes nodig. In principe kan een 3D printer 24 uur per dag, 7 dagen per week aan het werk zijn. Wel is er dan toezicht nodig.

Wat kost een verbouwing met 3d-printers?

Doordat je precies de benodigde hoeveelheid materiaal kunt gebruiken, is er veel minder materiaal nodig. Dit is niet alleen gunstig voor het milieu, maar ook voor de portemonnee. Daarnaast is er minder mankracht nodig. Dat biedt een uitkomst met het tekort aan bouwpersoneel. In dezelfde tijd kan meer geproduceerd worden, wat positief is voor de bouwplanning. Al met al is het veel efficiënter werken. Minder verbouwkosten per m2 dus!

Nadelen 3d printen in de bouw

Het lijkt nu allemaal veelbelovend, de 3D-printtechniek. Je vraagt je misschien wel af waarom het nog niet op grote schaal wordt ingezet. Dat heeft vooral te maken met de beperkte mogelijkheden qua gebruikte materialen. Ook kan de 3d-printer nog niet concurreren met sommige aspecten van de bouw, zoals de installatie van mechanische, elektrische en loodgietersonderdelen en pleisterwerk. Maar wellicht het meest belangrijke nadeel is de bouwnorm. De overheid is nog niet erg gewend aan 3d-printen en moet zich eerst aanpassen aan dit idee. De veiligheid van gebouwen moet natuurlijk wel gegarandeerd blijven.

3d printers voor zzp'ers in de bouw?

De prijs voor de aanschaf van 3d printers ligt nu nog (te) hoog. De verwachting is wel dat de prijzen gaan dalen. Ook is de markt nu nog bereid om (flink) te betalen voor woningen. Als dat straks verandert, is de kans aanwezig dat 3d printers in de bouw steeds vaker naar voren komen. Eerst moet er nog flink onderzocht worden. Wie weet worden er steeds meer zzp personeel in de bouw vervangen door 3d-printers. Of leren zij werken met 3d printers, waardoor de hele bouw er anders uit komt te zien. Wij zijn erg benieuwd welke aannemers en zzp’ers het zien zitten om te werken met een 3d printer.