Een Vietnamese wetenschapper heeft een vleesmolen omgebouwd tot een 3D-printer voor de bouw van huizen.

Gebaseerd op de werkingsprincipes van vleesmolens en vispasta-extruders heeft het onderzoeksteam van universitair hoofddocent dr. Tran Van Mien een 3D-printer voor het extruderen van beton voor woningbouw verbeterd en ontwikkeld.

De technologie werd geïntroduceerd door universitair hoofddocent dr. Tran Van Mien (expert in bouwkunde) tijdens een workshop over trends in 3D-printtechnologie, georganiseerd door het Centrum voor Wetenschappelijke en Technologische Informatie en Statistiek van het Departement Wetenschap en Technologie van Ho Chi Minh-stad (CESTI) op 23 mei.

De heer Mien verklaarde dat de 3D-printtechnologie, die het team sinds 2019 heeft ontwikkeld, gebaseerd is op het werkingsmechanisme van vispasta-extrusiemachines en vleesmolens die door leveranciers op de markt worden gebruikt. Deze molens werken horizontaal, terwijl de 3D-printer verticaal werkt.

Op basis van dit principe ontwikkelde de groep varianten CNC-machines die langs een verticale as werken, vergelijkbaar met het principe van 3D-printers. De machine wordt bestuurd via een computer met behulp van software om technische parameters in te stellen en de werking te controleren.

Associate Professor Tran Van Mien staat naast het 3D-geprinte huis dat hij en zijn collega's hebben ontworpen. Foto: Organisatiecomité. — Associate Professor Tran Van Mien staat naast het 3D-geprinte huis dat hij en zijn collega's hebben ontworpen. Foto: *Organisatiecomité.*

Het betonmengsel is samengesteld uit PC50-cement, rivierzand, water, waterreducerende additieven, vliegas, silicapoeder, PP-vezels, enz. De mengformule is talloze malen getest om plasticiteit, uniforme korrelgrootte zonder vervorming of defecten en draagvermogen te garanderen.

Aanvankelijk maakte het team dat experimenteerde met 3D-printen voorwerpen zoals tafels en stoelen. Toen dat lukte, printten ze een huis van 5 meter breed, 14 meter lang en met een oppervlakte van 70 vierkante meter. Volgens de makers zal de basisstructuur van het huis na 68 uur onafgebroken printen voltooid zijn, waarna de afwerking van de voordeur, ramen, het dak en het interieur wordt aangebracht.

Associate Professor Miền legde uit dat het betonmengsel in lagen wordt geprint, met een poreuze structuur aan de binnenkant. Hierdoor zijn de muren zowel dragend als thermisch isolerend, wat zorgt voor een comfortabel gevoel voor de gebruikers. De huizen voldoen aan de eisen voor waterdoorlaatbaarheid en druksterkte. "De gebreken die zich uiten in scheuren in de muren worden voornamelijk veroorzaakt doordat beton aan het oppervlak van de printkop hecht tijdens het printproces, waardoor verstoppingen ontstaan. Daarom zijn pauzes nodig voor onderhoud aan de apparatuur en de muren tijdens het 3D-printen van huizen", aldus Associate Professor Miền.

Het team is van plan om in de toekomst grotere huizen te gaan 3D-printen. Een Vietnamese expat bestelde onlangs een huis met een begane grond en een bovenverdieping. Volgens het onderzoeksteam kunnen 3D-geprinte huizen vele malen sneller worden gebouwd dan met traditionele bouwmethoden, de arbeidskosten verlagen en unieke architectonische ontwerpen creëren op basis van individuele ideeën.

Volgens wetenschappers is 3D-printtechnologie in Vietnam nog vrij nieuw, waardoor er momenteel geen technische normen bestaan. Ook voor woningbouw zijn er geen technische normen met betrekking tot materialen, bouwprocessen of acceptatietests voor 3D-geprinte projecten.

Wereldwijd wordt 3D-printtechnologie al meer dan 10 jaar intensief onderzocht en toegepast door wetenschappers. Volgens de wereldwijde patentdatabase verscheen 3D-printtechnologie voor het eerst en werd deze in 1986 in de Verenigde Staten gepatenteerd. Deze technologie heeft zich sinds 2010 snel ontwikkeld, waarbij China (meer dan 46.000 patenten) en de Verenigde Staten (meer dan 5.300 patenten) de twee landen zijn met de meeste aanvragen voor intellectueel eigendom. Hiervan is 38% afkomstig van additieve productie met behulp van elektronenbundels, waarbij de machinebouw met 26% de meest toegepaste sector is.

Volgens gegevens van WIPO Publish (het Vietnamese Bureau voor Intellectuele Eigendom) waren er eind 2022 landelijk 61 octrooiaanvragen met betrekking tot 3D-printen. Hiervan werden er slechts 9 ingediend door Vietnamese aanvragers, waaronder 2 verleende octrooien, 6 aanvragen die nog in behandeling zijn en één afgewezen aanvraag. Vietnamese uitvindingen hebben voornamelijk betrekking op 3D-printmaterialen, -apparatuur en aanverwante componenten.

Ha An

Bronlink