Afrekening uit de 3D-printer: „Genesis Collection“ van BIG en ICON

In Georgetown, Texas, is het project „The Genesis Collection at Wolf Ranch“ van start gegaan. BIG, ICON en Lennar werken samen aan ’s werelds grootste 3D-geprinte woningbouwproject tot nu toe. Het eerste huis is nu klaar.

3D-geprinte huizen zijn niet langer een nieuwigheid. Het eerste 3D-geprinte huis in Duitsland gaat open in 2021 en er zijn al hele dorpen in Mexico, Rusland en China die zijn gebouwd met behulp van printers. Bij een juiste opschaling belooft het 3D-printproces energie-efficiënte en klimaatbestendige huizen op te leveren. Het printproces is veel sneller dan conventionele bouwmethoden en leidt tot nieuwe ontwerpen en minimaal bouwafval. ICON is een van de toonaangevende bedrijven op het gebied van 3D printen. Samen met BIG en Lennar pioniert ICON met het printen van wijken op grotere schaal met het Genesis Collection project in Texas.

Op het eerste gezicht lijkt Wolf Ranch een typische voorstedelijke wijk met 2.500 huizen. De uitbreiding genaamd „Genesis Collection“ met 100 huizen gebouwd met 3D-printers vertegenwoordigt echter een belangrijke innovatie in de woningbouw. Na voltooiing zal „Genesis Collection“ de grootste 3D-geprinte woonwijk ter wereld zijn. Het is een samenwerking tussen Lennar Corporation, de op één na grootste huizenbouwer in de VS, en de 3D-printing start-up ICON. De huizen zijn ontworpen door het Deense architectenbureau BIG.

Jason Ballard, medeoprichter en CEO van ICON, hoopt dat dit een bepalend moment wordt in de geschiedenis van de bouw. Afgezien van de milieuvoordelen van 3D-printen, zal het project ook bestand zijn tegen steeds krachtiger wordende orkanen, bosbranden en hittegolven. Bovendien hoopt Ballard dat 3D-printen en robotbouw een einde kunnen maken aan de wereldwijde huizencrisis.

Voor Lennar Corp. betekent druk zoals een tekort aan arbeidskrachten, stijgende materiaalkosten en de druk om de ecologische voetafdruk van huizen te verminderen dat de industrie moet innoveren. „We bouwen al eeuwen huizen op dezelfde manier“, zegt Stuart Miller, Executive Chairman van Lennar. Hij legt uit dat het bedrijf op zoek is naar technieken en oplossingen om effectiever, efficiënter en betaalbaarder te bouwen.

Het was deze overtuiging die Lennar ertoe bracht om te investeren in de in Austin gevestigde 3D-printing startup ICON. Sinds de oprichting in 2017 heeft ICON al 451 miljoen dollar opgehaald. Dit omvat een contract van NASA om 3D-printen en bouwen op het maanoppervlak te onderzoeken. Terug op aarde is Wolf Ranch een belangrijk project dat gegevens zal opleveren over het potentieel van 3D-printen om tijd en geld te besparen op bouwplaatsen.

ICON werkt voornamelijk met Vulcan printers, een technologie die de startup in 2018 lanceerde. Deze machines gebruiken een gepatenteerd betonmengsel genaamd Lavacrete, dat het beton in lagen legt om buiten- en binnenmuren te vormen. Op Wolf Ranch is de nieuwste versie van de Vulcan-printer in gebruik. Hij is bijna net zo groot als een huis: 14 meter breed en 4,7 meter hoog. De printrobot bestaat uit een dwarsbalk die op en neer beweegt op de twee hoge torens, die op een fundering staan. Aan de dwarsbalk is een spuitmond bevestigd die heen en weer beweegt om de lagen te creëren.

Zeven robots zijn momenteel druk bezig met het bouwen van de „Genesis Collection“ en het opstapelen van lavacrete in Georgetown, Texas. De slaapstad Wolf Ranch is een snel groeiende nederzetting 30 mijl ten noorden van het centrum van Austin. In het bouwkantoor tonen grote schermen de voortgang van de printrobots. Elke laag materiaal droogt in ongeveer 15 minuten en zal uiteindelijk vervagen tot een lichtgrijze kleur. Het duurt ongeveer drie weken om de muren van een 3D-geprint ICON huis te voltooien – ongeveer 30 procent minder tijd dan het kost om een conventioneel huis te bouwen.

De structuur wordt verstevigd met betonijzer, dat vervolgens gevuld kan worden met isolatiemateriaal. De Vulcan printer laat ook ruimte over voor ramen en deuren. Arbeiders zijn ter plaatse om uitsparingen te maken voor stopcontacten en lichtschakelaars. Elke printer wordt bediend door vier arbeiders, wat resulteert in een rustige bouwplaats waar het gezoem van de printers overheerst. De bouwplaats is schoon omdat er geen puin ligt. De printers worden bestuurd via een tablet die de software bevat voor de verschillende huizen in de „Genesis Collectie“.

Afgezien van de productieve en ecologische voordelen, zal „Genesis Collection“ ook laten zien dat 3D-printen de bouw kan bevrijden van de beperkingen van rechte hoeken. Printers zoals de Vulcan kunnen gebogen, gevouwen of halfschaalvormige muren printen. Zelfs de keukeneilanden van Wolf Ranch kunnen uit de printer komen.

De Genesis Collectie bestaat uit verschillend gevormde en ontworpen gebouwen. Klanten kunnen kiezen uit acht verschillende plattegronden. „Rune“ is bijvoorbeeld een huis met drie slaapkamers en 186 vierkante meter. „Cato“ is een gebogen driekamermodel met 165 vierkante meter. Terwijl ICON zich richt op de geautomatiseerde bouw van muren, die vaak het duurste en langzaamste onderdeel van een gebouw zijn, biedt Lennar schuine metalen daken aan. Het bouwbedrijf heeft een team dat ook de funderingen en de binneninrichting van „Genesis Collection“ zal uitvoeren.

Het architectenbureau BIG, een investeerder in ICON, ontwierp de „Genesis Collection“. De specialisten van het Deense bureau waren vooral geïnteresseerd in de mogelijkheden van 3D-printen om de constructie te bevrijden van de geometrische beperkingen van rechte hoeken. Lavacrete is flexibel en kan in golvende vormen worden gebogen, wat past bij BIG’s gebogen designtaal.

De prijs van de nieuwe woningen is nog niet officieel, maar zal waarschijnlijk rond de $400.000 liggen voor de Genesis woningen, wat concurrerend is met andere nieuwe woningen op Wolf Ranch. De oplevering van het project staat gepland voor 2023.

3D-printen op de maan: ICON, een bedrijf dat gespecialiseerd is in constructie en 3D-printen, heeft van NASA – samen met het sterrenbureau BIG – een contract gekregen voor de ontwikkeling van constructiesystemen op de satelliet om leven daar in de toekomst mogelijk te maken.