Dit onderzoek richt zich op het verkleinen van de kunstgrasberg. Gezamenlijk met ketenorganisatie GBN AGR en Joosten Group is een verkenning van 3D printen van Recycled Turf Agglomerate (RTA) uitgevoerd. Het materiaalonderzoek, verricht door Saxion Thermo Plastic composites Application Centre, aangevuld met datagegevens van GNB AGR en vergelijkingen met bestaand 3D printfilament leverde al inzichten op. Ook is een 3D printer gemodificeerd om gerecycled granulaat te 3D printen. Hierop zijn tests met verschillende recycled materiaal gedaan. Echter bleek het huidige RTA te vervuild om 3D prints te maken. Een alternatieve RTA, welke extra zuiveringsstappen is doorgaan, was goed 3D printbaar.
MULTIFILE
Het boek ‘3D Printing with biomaterials’ introduceert een manier om een duurzame en circulaire economie te realiseren; 3D printen gecombineerd met het gebruik van biomaterialen.
Enkele vooraanstaande instituten, zoals TNO1 en McKinsey2, geven aan dat 3D- printen de potentie heeft een nieuwe industriële revolutie tot stand te brengen. Dat 3D-printen ook binnen de podotherapie gebruikt gaat worden, is niet langer meer een vraag. Immers de eerste geprinte voetortheses (zolen) zijn inmiddels een feit. Interessant is de vraag hoe 3D-printen de podotherapiepraktijk zal beïnvloeden en wat de gevolgen daarvan zijn.
Hout is een veelgebruikt duurzaam (bouw)materiaal met belangrijke ecologische voordelen: Het is hernieuwbaar en fungeert als CO2-opslag. Een nadeel van hout is echter dat het alleen met verspanende technieken (draaien, frezen, zagen) verwerkt kan worden, hetgeen veel houtafval veroorzaakt. Daarbij wordt het afval en hout dat ongeschikt is als constructiemateriaal slechts ingezet in laagwaardige toepassingen of verbrand. Afgezien van het gebruik van houtvezels als filler materiaal bij 3D-printen van kunststoffen, wordt 3D-printen van hout(afval) nog niet toegepast, hoewel dit wel mogelijk is: Alle plantaardige materialen bevatten natuurlijke polymeren, lignine en cellulose, welke voor mechanische eigenschappen zorgen. Door deze polymeren uit plantaardige materialen te scheiden kunnen deze, met behulp van enkele additieven, in een thermoplastisch verwerkbaar materiaal worden omgezet dat extrudeerbaar is. Door de locatie van de extruder te manipuleren en hier laagsgewijs een object mee te maken ontstaat een additive manufacturing (AM) proces: een 3D ‘hout’printer! Naast materiaalefficiëntie biedt AM unieke voordelen, namelijk grote vormvrijheid en de mogelijkheid van seriematige enkelstuksproductie. Indien gecombineerd met de ontwerptechnieken parametrisch en topologische ontwerpen zijn vergaande optimalisaties van materiaalgebruik en productvariaties mogelijk. Met AM ontstaat zodoende een enorm nieuw spectrum van hoogwaardige toepassingsmogelijkheden voor hout(afval). In dit projectvoorstel wordt via de driehoek van ‘materiaal – proces – toepassing’ simultaan onderzoek gedaan naar: (1) Geschikte combinaties (blends) van cellulose en lignine om mee te kunnen extruderen; (2) Het ontwikkelen van een 3D-printproces en setup voor het verwerken van deze materiaal-combinaties; (3) Het identificeren van geschikte toepassingen. Geschikte toepassingen worden beïnvloed door materiaaleigenschappen en het printproces. Beide aspecten hebben ook onderlinge wisselwerking. Daarom wordt binnen casestudies van mogelijke toepassingen de onderlinge invloed integraal onderzocht. De doelstelling is daarbij om een werkende 3D ‘hout’printer met een werkend receptuur te ontwikkelen en de haalbaarheid van innovatieve, duurzame en voor de markt relevante toepassingen aan te tonen middels cases.
3D betonprinten is een techniek met een grote potentie voor de bouwsector . Het in 2018 geëindigde RAAK-mkb KONKREET project, heeft voor lectoraat Industrial Design en de betrokken partners veel inzichten op gebied van 3D betonprinten opgeleverd. (van Beuren & Vrooijink, 2018) Één van deze inzichten is dat door het laagsgewijs opbouwen van het object bij 3D betonprinten het wapenen nog als uitdaging kan worden gezien. Immers als de wapening er al is wanneer de printkop er langs komt zit deze de printkop in de weg, en wanneer deze later aangebracht moet worden kan het beton al zijn uitgehard. Dit ‘wapeningsprobleem’ zorgt ervoor dat wapening uit het printvlak in-situ niet te realiseren is. Binnen het KONKREET project is hiervoor als oplossing een concept met technisch textiel bedacht om te wapenen. Hierbij kan het vormbare textiel tijdens het printproces tegen het oppervlak worden aangedrukt. De partners van dit project, Ter Steege advies & innovatie en Vertico XL printing, willen bewijzen dat door het concept verder uit te werken een belangrijke drempel van het 3D betonprinten kan worden weggenomen. Het doel is om een methode te ontwikkelen om in-situ wapening in de vorm van technisch textiel te realiseren bij 3D geprint beton. Dit vraagt om een creatieve oplossing. Om dit te doen zijn er 6 projectstappen: 1. Belastingseis vaststellen 2. Geschikt textiel selecteren 3. Methode ontwikkelen voor het aanbrengen van textiel 4. Onderzoek naar binding textiel aan het beton 5. Onderzoek naar de mechanische eigenschappen van het nieuwe materiaal 6. Disseminatie van de opgedane kennis. Belangrijk is om hierbij te benoemen dat het om een verkennend onderzoek gaat waarbij onderzocht wordt of het een kansrijke wapeningsmethode kan zijn.
Betonprinten biedt veel nieuwe mogelijkheden op het gebied van productie en materiaal, maar vraagt van het MKB en startups flinke investeringen in kennis en middelen om er mee aan de slag te gaan. Met name slicer software, dat 3D modellen omzet naar printercode, vormt een bottleneck omdat deze alleen commercieel en printer-specifiek verkrijgbaar zijn. Saxion, Vertico en White Lioness willen in dit project de haalbaarheid van gratis open source slicer software die als cloud dienst wordt aangeboden onderzoeken. Deze oplossing maakt betonprinten bereikbaar voor meer innovatieve toepassingen vanuit MKB en startups, en vormt een platform voor het verzamelen en delen van kennis op het gebied van betonprinten.
