nieuws

3D printen van ijs wekt belangstelling Nasa

bouwbreed Premium 565

3D printen van ijs wekt belangstelling Nasa

Door gel toe te voegen kunnen ijsbouwwerken ook met de 3d printer worden gemaakt. Na de techniek met het opspuiten op ballonnen gaan de Eindhovense ijsbouwers daar nu mee aan de slag.  De Nasa kijkt nieuwsgierig mee.

“Bouwen met ijs is geen uit de hand gelopen hobby van een paar vreemde snuiters, maar is heel relevant”, bezweert bouwkunde-docent Arno Pronk van de TU/e. “IJs is nadrukkelijk één van de bouwmaterialen waarop de Nasa haar zinnen heeft gezet voor de bouw van bases voor bemande ruimtevaartreizen naar Mars. Bouwen in de ruimte moet je immers doen met de materialen die ter plekke voorhanden zijn en in het geval van Mars kom je dan uit bij zand of ijs.”

Na een paar jaar grote ijsconstructies te hebben neergezet in Finland en China  heeft de groep studenten en docenten rondom Pronk  haar oog nu laten vallen op de 3d printtechniek. Niet langer wordt er dus een mix van water met houtpulp op een ballon gespoten, maar het mengsel wordt door een spuitkop laagje voor laagje neergelegd. Dat maakt hele andere vormen en constructies mogelijk.

De hoofdtoren van de IJssagrada in aanbouw in het Finse Juuka is 30 meter hoog.

Het betekent wel dat er komende winter een minder imposante constructie zal verrijzen. Een koepel met een diameter van 30 meter  of een toren van 30 meter hoogte hoeven de bezoekers van het ijsbouwfestival in Harbin niet te verwachten. Pronk verwacht dat er komend jaar een bescheiden ‘smurfenmuts’ wordt neergezet. Het collectief Clouds Architecture Office heeft daar al een ontwerp voor klaar dat drie jaar terug een wedstrijd van de Nasa won. Pronk wil nog contact leggen met het collectief leggen of hij met hun ontwerp aan de slag kan.

In eerste instantie printen met de hand

Hoe dan ook zal het een bescheiden blobje worden dat ze gaan printen deze winter, met een footprint van zo’n drie bij drie meter. En het is ook nog maar de vraag of de extrusiekop door een robot wordt aangestuurd. Het zou zomaar kunnen dat dat met de hand gebeurt. Aan handjes is er namelijk geen gebrek in China. Dat bleek afgelopen jaar wel, toen Chinese bouwvakkers lange dagen maakten op de ijsbouwplaats van Harbin. Een robot kan in later stadium altijd nog worden toegevoegd aan het onderzoeksprogramma.

Patent aangevraagd op speciale mix

Na uitvoerige experimenten in de labs in Eindhoven is er in elk geval alvast een patent-aanvraag ingediend voor de techniek die Pronk en consorten op het oog hebben.  Het octrooi geldt vooral voor de speciale mix die ze hebben ontwikkeld, die verstopping van de spuitkop tegengaat. Ze voegen 0,15% Guar Gum en 0,15% Xanthan Gum toe. Die werken als smeermiddel voor de spuitkop en als binder voor water, waardoor een betere hechting ontstaat. Dat maakt het mogelijk om meer houtpulp toe te voegen,  wat weer bijdraagt aan de eindsterkte van het materiaal. Ook kan er een klein beetje zand worden toegevoegd, wat de sterkte volgens Pronk ook ten goede komt. Met alleen water bereikt ijs een sterkte van zo’n 1 N/mm2. Versterkt met houtpulp is die sterkte al gauw vier keer zo hoog (4 N/mm2) , terwijl met de hybride mix met de gels en zand al sterktes tot zo’n 11 N/mm2 zijn behaald. Daarmee komen de ijsbouwers in de buurt van hout, dat een gemiddelde sterkte heeft van 15 N/mm2. Behalve van de TU Eindhoven doen ook studenten en onderzoekers van de Universiteit van Leuven en de Fontys Hogeschool weer mee aan het ijsbouwproject.

Reageer op dit artikel