De meeste bestaande gebouwen zijn gemaakt van beton. Zou 3D geprint bioplastic duurzamer zijn? 3D printen is een belangrijk onderdeel van de vierde industriële revolutie en zal de bouwsector veranderen, aldus Zoubeir Lafhaj, een bouwexpert van de bouwhogeschool École Centrale de Lille, in Frankrijk. ‘3D printen is zeer geschikt voor robotisering van de bouw, en voor andere innovaties,’ zegt hij. Lafhaj zegt ook dat de aanpak van milieuproblemen zoals afvalproductie hierdoor gemakkelijker zal worden.
Lafhaj is er zeker van dat we minder energie-intensieve materialen moeten gaan gebruiken; materialen met een lagere koolstoffootprint en minder afval. Plastic is een goed alternatief, omdat het milieuvriendelijker is dan beton, zegt Lafhaj. En er zijn nog meer voordelen. In dichtbebouwde steden als Tokio kan het veel gemakkelijker en goedkoper de stad worden ingebracht. ‘In sommige steden van Japan zijn er niet veel straten waar je nieuwe gebouwen kunt neerzetten,’ zegt hij. ‘Ze hebben nieuwe materialen nodig die kunnen worden aangevoerd zonder grote machines.’
3D geprint bioplastic in Amsterdam
Aan de rand van een Amsterdams kanaal staan bouwelementen van 3D geprint bioplastic van Dus Architecten. ‘We hebben hier 3D geprinte huisjes staan, en allerlei trappen en wanden,’ zegt Hedwig Heinsman, medeoprichter van het bedrijf. Op het terrein wordt op ware grootte een 700m2 groot grachtenpand gebouwd uit 3D geprint bioplastic. As het klaar is, wordt dit het kantoor van het bedrijf. Maar dit project maakt deel uit van wat de architecten noemen ‘al doende onderzoek en ontwerp’, vandaar alle prototype-huizen en bouwonderdelen.
Dus Architecten hebben ook elders in Amsterdam hun 3D printtechniek getest. In 2015 lieten ze een tuinschuur van 8m2 zien, gebouwd van zwart bioplastic, compleet met een geprinte badkuip voor buitenshuis. En zij printten een grote 3D façade voor het gebouw van waaruit Nederland in 2016 zes maanden het voorzitterschap van de EU bekleedde. Heinsman zegt dat een van de grote voordelen van bouwen met 3D geprint bioplastic is dat er erg weinig afval overblijft. ‘Bij een gemiddeld gebouw heb je ongeveer 25% bouwafval,’ zegt ze. ‘Met printen gebruiken we zo ongeveer alleen het materiaal dat we echt nodig hebben.’
Fout gebouwd? Het 3D geprinte bioplastic kan worden gemalen en hergebruikt
Het plastic waarmee het grachtenpand wordt gebouwd bestaat voor meer dan 50% uit groene grondstoffen (lijnolie). Een enorme printer verwarmt deze tot gesmolten polymeer en legt deze dan laagje voor laagje op elkaar totdat de gewenste structuur is gevormd. De machine kan bouwonderdelen maken tot 5m hoogte. Bij de bouw worden deze in elkaar geklikt. ‘Net als bij de gewone bouw gebruiken we heel veel verschillende onderdelen – trappen, kolommen, muren – het verschil is dat we die onderdelen maken met 3D printen,’ zegt Heinsman. De architecten denken dat het 3D geprinte bioplastic uiteindelijk zal worden gebruikt om op grote schaal prefab maatwerk te leveren. ‘Prefab is geweldig voor de bouw, omdat het snel en schoon is, maar tot nu toe is deze ook erg eenvormig,’ zegt Heinsman. ‘Wij bieden zowel de voordelen van massaproductie als die van precisieconstructie, doordat we printen met robots en bioplastics.’
Het 3D geprinte bioplastic kan worden gebruikt zowel voor het maken van hele gebouwen, als van specifieke onderdelen. Bij grote bouw- en infrastructurele projecten als bruggen gebruikt men vaak spanten – een geheel van ondersteunende balken. Stalen balken rusten vaak in plastic verbindingsstukken waarin zij passen – net als de plastic scharnieren die in sommige tenten de palen bij elkaar houden. Deze verbindingsstukken worden meestal gemaakt met metalen mallen, duur om te maken en vaak weggegooid na het project.
Plastic uit voedselafval
Het Europese project Barbara werkt aan de ontwikkeling van bioplastics die bestand zijn tegen de temperatuur van 140oC waarbij 3D printers werken. Deze kunnen worden gebruikt om mallen te printen voor het maken van zulke plastic verbindingsstukken, zegt projectleider Lidia Garcia. ‘Als we zoiets in kleine hoeveelheden kunnen maken van biologisch afbreekbaar materiaal, zou het duurzamer zijn,’ zegt ze. Om bioplastics te ontwikkelen met de juiste thermische eigenschappen maken ze toeslagstoffen uit voedselafval; bijvoorbeeld broccoli, citroenen, amandeldoppen en wortelen. ‘Op deze manier stimuleren wij de circulaire economie en geven wij waarde aan afval – we gooien veel voedsel en gewassen weg,’ zegt zij.
Oorspronkelijk gepubliceerd op de site van youris.com.
Interessant? Lees dan ook:
Biobeton en andere bouwmaterialen uit lokale grondstoffen
Stro, een zeer goed bouwmateriaal
Duurzame materialen hebben labels en lobby’s nodig