artikel

Arup verbetert herontwerp van geprint bouwdeel

bouwbreed Premium

Arup verbetert herontwerp van geprint bouwdeel

Ook geoptimaliseerde verbindingen kunnen altijd nog beter worden, leerde Arup na het opnieuw onder handen nemen van een driedimensionaal in metaal geprint constructief element.

Het geprinte element is een alternatief voor een traditioneel handmatig gelast element. Het voldoet aan dezelfde eisen maar is kleiner en lichter. Handmatig lassen is vooralsnog goedkoper dan printen. Zo’n conventionele verbinding is dan wel groter en zwaarder dan noodzakelijk. Arup maakte ruim een jaar geleden een herontwerp van een traditioneel stalen verbindingselement voor een lichtgewichtconstructie. Arup gebruikte die eerder voor onder meer het ontwerp voor de tensegrity-constructies voor de Grote Marktstraat in Den Haag. Het herontworpen element diende alleen voor het vermeerderen van de eigen expertise; het kwam te laat om te worden opgenomen in de constructie.

In plaats van een massieve bus met kabelogen kreeg Arup door het herontwerp een soort vlechtwerk. Alleen daar waar krachten optreden en waar de krachtlijnen met elkaar zijn verknoopt zit metaal. Mede daardoor weegt het resultaat minder dan het conventionele werkstuk. Nadat er nog een herontwerp overheen ging bleef van het oorspronkelijke gewicht ruim een kwart over. En waar de oorspronkelijk busconstructie nog ruim een halve meter hoog was meet de nieuwste geprinte versie ongeveer de helft hiervan.

Als gevolg daarvan daalt ook het totale gewicht van de constructie waarin zulke elementen zijn verwerkt. “Het voorbeeldproject woog er uiteindelijk ruim 40 procent minder door”, zegt projectleider Salomé Galjaard van Arup. Dat betekent weer dat de fundering minder zwaar hoeft te zijn waardoor uiteindelijk de opdrachtgever een minder hoge rekening hoeft te voldoen. Van Arup vergt deze manier van werken een heel andere kijk op het ontwerp, vindt Galjaard. “Mede daardoor kan ook het totale ontwerp er heel anders uit komen te zien dan het geval zou zijn met conventionele verbindingselementen.”

De elementen worden geprint uit roestvast staal. Dat wordt in de vorm van metaalpoeder laagsgewijs in vorm gebracht en met een laser aaneengesmolten. De ervaringen leren Arup tot nog toe dat 3D-printen oftewel additive manufacturing goed te doen is. Verder onderzoek concentreert zich nu op de verbetering van het ontwerp voor productie. Om de ‘opnieuw herontworpen’ elementen te kunnen printen zijn in het ontwerp verschillende ondersteunende constructies opgenomen. Die moeten naderhand weer worden weggehaald.

Snel is het proces nog niet: een printer doet ongeveer een dag over een element. Het aantal bedrijven dat dit soort werkstukken kan produceren is vooralsnog beperkt. Arup is naar eigen zeggen nog het enige bureau dat praktijkervaring heeft met deze techniek.

Reageer op dit artikel