Autonome 3D printer print complete gebouwen

Autonome 3D printer print complete gebouwen

Hoewel 3D printing relatief gezien nog in de kinderschoenen staat, heeft het nu al ongemerkt een grote invloed op ons dagelijks leven. Steeds meer producten worden gepersonaliseerd middels rapid prototyping technieken en grootschalige massaproductie in fabrieken ondervindt steeds meer concurrentie van fabrikanten die 3D printen.

Een van de pioniers in dit veld is het Massachusetts Institute of Technology (MIT), dat regelmatig met innovatieve 3D prints het nieuws haalt en enige tijd geleden de IJslandse zangeres Björk nog aan een 3D geprint masker hielp voor een tournee. Onlangs ging de organisatie een nieuwe uitdaging aan: het creëren van een grote, gerobotiseerde 3D printer die volledig autonoom te werk gaat en vanwege zijn grote afmetingen complete gebouwen kan printen.

3D printen van huis heeft de toekomst

Het MIT heeft de nieuwe 3D printer omgedoopt tot het Digital Construction Platform (DCP) en hoopt hiermee de mogelijkheden te verkennen op het gebied van grootschalige digitale constructiemethoden. De machine onderscheidt zich met een enorme hydraulische arm die volledig mobiel en bovendien eenvoudig aanpasbaar is. Dit zorgt voor grote flexibiliteit en uitbreidbare werkruimtes tijdens dagelijkse productieprocessen.

Nieuwe generatie 3D printers komt eraan

Hoewel de DCP technisch gezien misschien geen echte 3D printer is, wordt de machine door veel experts wel zo benaderd. Reden hiervoor is onder meer de laagsgewijze opbouw van driedimensionale objecten, wat traditiegetrouw natuurlijk een belangrijk kenmerk is van additive manufacturing en rapid prototyping technologieën.

DCP 3D printer

De nieuwe DCP 3D printer. Bron: Mediated Matter Group

Een belangrijk verschil ten opzichte van de huidige generatie 3D printers, is echter de grote autonomie van de DCP. De machine print alleen materiaal op plaatsen waar het echt nodig is en detecteert zelf wanneer dat niet het geval is. Het apparaat neemt hierbij ook zelf een stukje 3D design voor zijn rekening.
Hierdoor worden zaken zoals planning en logistiek plotsklaps een stuk eenvoudiger en hoeven veel minder mensen zich actief bezig te houden met het printproces. Alsof dat nog niet genoeg is, maakt de hydraulische arm de DCP ook nog eens een stuk sneller, veiliger, veelzijdiger en nauwkeuriger dan handmatige constructiemethoden.

Lees meer:
Wat is additive manufacturing?
Wat is de werking van een 3D printer?
Wat is 3D design precies?

Trend van geïndividualiseerd design nu ook in bouwsector

De huidige productietechnieken in de bouwsector zijn namelijk vooral gericht op de creatie van rechtlijnige vormen, die een eigen gezicht missen en met name materialen bevatten die afkomstig zijn uit grote fabrieken. Het is niet zonder reden dat veel kantoorgebouwen en huizen tegenwoordig op elkaar lijken.

Net zoals 3D printing in de consumentenmarkt nu al zorgt voor individueel toegespitste kleine producten, belooft het met machines zoals de DCP ook de bouwsector ingrijpend te veranderen en daarmee de skyline van onze steden.

Veiligheid, kwaliteit, maatwerk, kosten, functionaliteit en snelheid zijn allemaal aspecten waar de DCP in uitblinkt. De reeds grote autonomie van het apparaat kan in de toekomst bovendien nog groter worden gemaakt met uitbreidingen als zelfoplading met behulp van zonne-energie en de autonome verwerking en toepassing van lokale materialen.

Lees meer:
Toekomstige skyline is 3D print
Bouwsector staat voor transformatie door 3D printen
3D print van huis jaren geleden al in Nederland gemaakt

Laagsgewijs printproces met materialen als beton en gips

De werkwijze van de DCP is door het MIT geoptimaliseerd voor toepasbaarheid in de bouwsector. De machine rijdt na inschakeling het magazijn uit en maakt vervolgens gebruik van een speciale print-in-place 3D printing techniek om ter plekke een ruwe structuur te printen van uitzettend schuim. De schuimstructuur dient vervolgens als basis om laagsgewijs steeds meer materiaal toe te voegen, totdat er een volwaardig driedimensionaal object ontstaat.

Een van de materialen die gebruikt kan worden voor de opvulling is bijvoorbeeld beton, dat in de bouwsector al zeer gebruikelijk is en daardoor relatief weinig aanpassing van medewerkers vereist. Een snelle afwerking met gips resulteert in een eindresultaat dat niet onderdoet voor de kwalitatief hoogwaardige en solide gebouwen zoals we die tegenwoordig gewend zijn.

De DCP werkt met een variëteit aan materialen waaronder zand, metaal, samengeperste aarde en zelfs ijs. Daarnaast kan de machine graven, muren printen in verschillende kleuren en omgevingsveranderingen zoals radioactiviteit detecteren. Dit maakt de 3D printer het ideale apparaat om reparatiewerkzaamheden te verrichten rondom beschadigde kernreactoren. De makers dromen in elk geval alvast verder; als het aan hun ligt, gaat de DCP ooit naar Mars om daar volledig zelfvoorzienend nieuwe structuren te bouwen. Of het ooit zover komt, zal de toekomst moeten uitwijzen.

Lees meer:
3D printed objects zijn er in vele soorten en maten
Toekomstige gebouwen 3D print van beton
Welke materialen gebruiken 3D printers zoal?
Zo verandert 3D printing de toekomst