3D-printer kan nu ook bakstenen maken

Ontwerper Brian Peters heeft een 3D-printer zo aangepast dat deze verschillende vormen bakstenen kan maken. Het ontwerp is tijdens de Dutch Design Week voor het eerst ingezet.

Als artist in residence bij het European Ceramic Work Centre hield Peters zich zes weken lang bezig met de vraag hoe 3D-printen van keramiek mogelijk zou kunnen zijn op architectonische schaal. Hij moest daarbij werken met beperkingen als de grootte van de 3D-printer, de capaciteit van de printkoppen en de eigenschappen van klei.

Het lag door de beperkingen voor de hand om het onderzoek te richten op het printen van bakstenen. Peters noemt het resultaat Building Bytes. Als bouwsteen en (keramisch) materiaal is het vertrouwd en universeel, maar de productiewijze is volgens hem revolutionair. “3D-printers worden draagbare, goedkope baksteenfabrieken voor grootschalige constructies”, zegt Peters.

Techniek

De Building Bytes hebben een aantal voordelen. Zo is er is veel minder aan grondstoffen nodig en kunnen vormen probleemloos worden aangepast. Een steen in een bepaalde vorm, zoals de geribbelde steen die is ontwikkeld, kan in verschillende formaten worden geprint. Dat zorgt voor vloeiende overgangen in een constructie.

De stenen worden gemaakt van een vloeibare, snelverharde klei, die normaal wordt toegepast bij gietvormen. Een desktop 3D-printer is voorzien van plastic vloeistofpatronen en een luchtdrukapparaat. De printkop is volgens Peters slechts minimaal aangepast ten opzichte van die bij bestaande 3D-printers.

Er wordt geprint in materiaallagen van 2 mm. Het printen van een steen duurt, afhankelijk van de vorm, tussen de vijftien en twintig minuten. Na het printen worden de stenen gebakken.

Vormen

Er zijn vier baksteenvormen uitgeprobeerd, vaak bedacht voor specifieke toepassingen. De afmetingen lopen uiteen van 5cm x 20cm x 4cm tot 15cm x 15cm x 4cm. De geribde stenen, met een constructieve en tegelijk ornamentele vorm, zijn geschikt voor het bouwen van bijvoorbeeld kolommen.

Bakstenen die in elkaar grijpen zijn gebruikt om koepels en bogen te bouwen. X-Bricks zijn gebruikt voor verticaal stapelen. Verder zijn er honingraatvormige stenen ontwikkeld; deze kunnen op drie verschillende wijzen worden gestapeld en zijn geschikt voor bijvoorbeeld wanden en zonwering.

X-vormige stenen zijn ontwikkeld voor constructies met een grote openheid en een minimaal materiaalgebruik. Verder heeft Peters zich gebogen over het herhaald printen van een enkele vorm en het variëren op een enkele vorm.

Onderzoek

De Building Bytes zijn gepresenteerd tijdens de afgelopen Dutch Design Week in Eindhoven. De architect is ook mede-oprichter van de DesignLabWorkshop, dat onderzoek naar vernieuwende ontwerp- en productietechnieken stimuleert. Als projectmanager is Peters betrokken bij de KamerMaker, de grootschalige 3D-printer die DUS Architects.