De redactie van Cement in gesprek met Freek Bos en Theo Salet over de RILEM-congres Digital Concrete 2020.
Een digitaal
congres over digitaal beton
De redactie van Cement in gesprek met Freek Bos en Theo
Salet over de RILEM-congres Digital Concrete 2020
1 3D-betonprinten van de fietsbrug in Gemert, op de TU Eindhoven
1
6? CEMENT 6 2020
3D-betonprinten is een techno-
logie die zich, zeker voor een tra-
ditionele sector als de bouw, in
een razend tempo ontwikkeld.
We weten steeds meer en er kan steeds
meer. Zo zijn er de in de loop van de afgelo
pen decennia veel verschillende printtech
nieken ontwikkeld. Ook technieken die
afwijken van het eerste principe, waarbij
constructies met behulp van extrusie laag
voor laag worden opgebouwd. Printtechnie
ken die nu worden toegepast zijn contour
crafting, smart dynamic casting, particle-bed
technology (o.a. DShape), shotcrete 3D prin -
ting [1, 2]. Ze vallen allemaal onder een noe
mer die in de wetenschappelijke wereld wordt
aangeduid als digital fabrication of cement-
based materials (DFC). Bij de ontwikkeling
van de betonprinttechniek wordt aandacht
besteed aan het hele maakproces, van
(parametrisch) ontwerp, via mengsamen
stelling en materiaaleigenschappen tot
constructieve eigenschappen, wapening en
robotica (fig. 3). Betonprinten kan op een grote belang
stelling rekenen. Hoewel de uitvinding al
dateert uit de jaren 90, toen Behrokh
Khoshnevis zijn contour crafting introdu
ceerde, heeft de aandacht vooral de afgelo
pen jaren een enorme impuls gekregen. Niet
alleen vanuit de wetenschappelijke wereld.
Ook de industrie is enthousiast. Velen zijn
ervan overtuigd dat 3D printen de enige
manier is om de bouw eindelijk wakker te
schudden. Om de techniek echt volwassen te ma
ken is kennisdeling essentieel. Dat is de reden
dat RILEM het initiatief heeft genomen voor
het organiseren van congressen over digi
taal beton. De eerste, Digital Concrete 2018,
vond plaats bij het ETH Zurich. De tweede,
Digital Concrete 2020, vond afgelopen juli
plaats en werd gehost door de TU Eindhoven.
Even leek de corona crisis roet in het eten
te gooien, maar juist omdat snelle kennis
deling essentieel is in een vakgebied dat zich
zo snel ontwikkelt, was uitstel geen optie. Het
alternatief, een volledig online congres, had
verassend genoeg een aantal grote voordelen. De redactie van Cement sprak met
Freek Bos, voorzitter van het Organizing
Committee en Theo Salet, hoofd van de on derzoeksgroep van de TU Eindhoven die
zich richt op 3Dbetonrpinten. Techniek als middel
De bouw staat gesteld voor enkele grote
uitdagingen. De twee belangrijkste zijn
duurzaamheid, met alles wat daarmee
samenhangt (CO
2emissie en circulariteit),
en productiviteit. Salet: "De bouw is de enige
sector waarin de productiviteit al 30 á 40
jaar op hetzelfde niveau is gebleven. Als dat
niet verandert, kunnen we bij lange na niet
voldoen aan de vraag. Productiviteitsstijging
is alleen mogelijk met digitalisering, zo is
het in andere industrieën ook gegaan. Door
de juiste printtechniek in te zetten kan de
bouwsnelheid en daarmee de productiviteit
enorm omhoog. En doordat je alleen daar
materiaal hoeft aan te brengen waar je het
nodig hebt, kan de techniek bovendien
bijdragen aan duurzaamheid." Om 3D printen een rol van betekenis
te laten spelen bij deze uitdagingen, is het
belangrijk de ontwikkeling niet te veel van
uit de techniek te benaderen. Salet: "In het
begin was de techniek leidend. We zijn gaan
uitzoeken of en hoe we konden printen.
Maar inmiddels hebben we bewezen dat het
kan. De techniek is nu slechts het middel.
De volgende stap is te laten zien hoe we die
techniek kunnen inzetten bij grote maat
schappelijke vraagstukken en vooral naar
het applicatiegebied te kijken. We hebben al
ervaring opgedaan met kleine fiets en voet
gangersbruggen (o.a. brug in Gemert, red.)
(foto 1, 2 en 4) en we zijn op dit moment
woningen in Eindhoven aan het printen
(project Milestone, red. (fig. 6)). De volgende
stap is de realisatie van verkeersbruggen.
Vervolgens moeten we ook met economisch
interessante oplossingen voor de woning
bouw komen. Die liggen misschien wat ver
der weg ? woningen zijn een stuk complexer
dan bruggen ? maar daar moeten we wel
aan werken." Het is volgens Salet wel belangrijk het
hele proces in ogenschouw te nemen. "Je
moet niet proberen een tekening na te prin
ten. Dat wordt een ramp. Je moet ontwerp,
materiaal en printtechniek op elkaar af
stemmen, liefst op een parametrische
manier. Dat is echt de makke van de DR.IR. FREEK BOS
Assistant Professor TU Eindhoven,
Department of the Built Environment Voorzitter
Organizing Committee RILEM-congres
Digital Concrete 2020
PROF.DR.IR.
THEO SALET
Decaan
Faculteit Bouwkunde
& Hoogleraar
Structural design of concrete structure TU Eindhoven,
Department of the Built Environment
door?ir. Jacques Linssen, Aeneas Media / redactie Cement
SELECTIE VAN PAPERS IN CEMENT
In dit themanummer van Cement
staat van zeven papers een vertaalde
bewerking. Het grootste deel hiervan
komt van Nederlandstalige
Universiteiten (Eindhoven, Delft,
Gent en Leuven).
CEMENT 6 2020 ?7
2 3D-geprinte fietsbrug in Gemert, foto: BAM Infraconsult 3 Materiaal, printen en ontwerp moeten integraal worden bekeken? 4 3D-geprint element voor fietsbrug in Nijmegen?5 Shotrete 3D printing, foto: Institute of Structural Design, TU Braunschweig 6 Impressie van project Milestone in Eindhoven, bron: Houben / Van Mierlo architecten; a.i: Backbone
2
3 4
5
6
8? CEMENT 6 2020
huidige industrie: eerst wordt een ontwerp
gemaakt, dan wordt het geëngineerd en dan
wordt er gekeken of het gemaakt kan worden.
Dat is bijna schattig!"
Rol universiteiten en congressen
Bij de ontwikkeling van de techniek spelen
universiteiten een belangrijke rol. Universi
teiten vormen één van de poten in de zoge
noemde quadrupel helix, een innovatiemo
del dat uitgaat van samenwerking tussen
universiteiten, de industrie, de overheid en
de burger. De academische wereld draagt
kennis aan, de industrie gaat ermee aan de
slag, de overheid ziet erop toe dat het veilig
gebeurt en de burger, daar doen we het uit
eindelijk voor. Bos: "Er is heel veel kennis
ontwikkeld, wereldwijd. En die kennisont
wikkeling neemt al decennialang exponenti
eel toe. Het is nu zaak die kennis praktisch
toepasbaar te maken en beschikbaar te stel
len voor de industrie. Daar ligt een grote
opgave. We moeten gaan bewijzen dat de in
dustrie er ook daadwerkelijk wat mee kan." Dat het een weg is van vallen en op
staan, daarvan is iedereen zich wel bewust.
Ook op de TU/e. Salet: "We moeten niet bang
zijn onze neus te stoten. We hebben wat
stomme dingen gedaan sinds we vijf jaar
terug zijn begonnen. Daar moet je van leren.
En als je echt iets wil veranderen moet je
kennis durven delen." Het is duidelijk dat congressen daarbij
een grote rol spelen. Bos: "Als je alles voor
jezelf houdt kun je in een paar jaar tijd mis
schien één idee uitwerken. Bovendien is het
risico van academische communicatie dat
het eenrichtingsverkeer is. Terwijl feedback
juist zo belangrijk is. Lang niet alles wat
wordt onderzocht is even goed, iemand
moet je daarop wijzen." Een probleem van congressen is ech
ter de frequentie. En juist hierin kunnen
online activiteiten een rol spelen. Salet:
"Kennisdeling via congressen is hartstikke
noodzakelijk, maar ook tijdrovend. Als je de
resultaten van jouw onderzoek in een paper
verwerkt ben je gauw een half jaar tot een
jaar verder voordat de kennis bij anderen
belandt. Waarom laten we anderen niet ge
woon meekijken? Zet een camera op een
proef en deel de beelden." Dat er zo veel kennis ontwikkeld wordt komt
niet in het minst door het grote aantal in
stanties dat zich met de techniek bezig
houdt. Je ziet daarbij wel een aantal koplo
pers ontstaan en daar is TU Eindhoven er
zeker ook een van. Die koplopers zijn zo hun
eigen specialismen gaan ontwikkelen. Bos:
"De universiteit in Braunschweig richt zich
bijvoorbeeld op verschillende printtechnie
ken, andere dan extrusie. ETH Zürich is
heel sterk in chemie. Daar weten ze haast
van seconde tot seconde wat er met de mor
tel gebeurt." Eindhoven richtte zich aanvan
kelijk vooral op de constructieve kant. In
middels komt de universiteit daar iets van
terug. De reden is dat steeds duidelijker
wordt dat alles met elkaar samenhangt. Dat
je materiaal niet los kun zien van robotica
of constructie. Een onderwerp dat in de wetenschap
pelijke wereld nog wat is onderbelicht is de
robotica. Bos: "De bouw wordt vanuit de ro
botica nog nauwelijks als interessante sector
gezien. Die richten zich veel meer op vlieg
tuigbouw, chipsindustrie en chirurgie. Een
partij als ABB beseft denk ik nog niet hoe
groot de bouw is en hoe interessant de sec
tor voor ze kan zijn. Maar dat gaat nog wel
gebeuren. De kans op succes is veel groter
als partijen van buiten de bouw zich ermee
gaan bemoeien. Het is veelzeggend dat twee
belangrijke pioniers in dit vakgebied,
Khoshnevis voor filamentprinten en Dini
voor poederbedprinten, van huis uit werk
tuigbouwkundigen zijn."
RILEM-congres
Al met al genoeg redenen voor RILEM om
het congres uit 2018 een vervolg te geven.
En de wetenschappelijke wereld dacht er
net zo over. Met 111 papers was het congres
bijna 4x zo groot als twee jaar terug. Een
beter bewijs voor het enorme tempo waarin
het vakgebied zicht ontwikkelt is er haast
niet. En met 400 deelnemers was de belang
stelling groter dan gedacht. Dat had wellicht
ook met de breedte van het programma te
maken, dat besloeg het complete veld van
digitaal beton, van extrusieprinten tot poe
derbedprinten, van reologie tot robotica,
van ontwerp tot constructie. Salet: "Het
heeft onze ogen toch weer wat verder
"De bouw is
de enige sector
waarin de
productiviteit al
30 á 40 jaar op
hetzelfde niveau
is gebleven"
BESTE PAPERS
Tijdens het congres zijn enkele
awards toegekend. Die voor de
beste papers gingen uit naar
(ex aequo):
?Application of 3D printed
segments designed by topology optimi-
zation analysis to a practical scale pres-
tressed pedestrian bridge; Koji Kinomura,
Satoshi Murata, Yujin Yamamoto,
Hirotoshi Obi, Akihito Hata, Taisei
Corporation, JAPAN.
?Gravity driven tests to assess mecha-
nical properties of printable cement-
based materials at fresh state; Yohan
Jacquet, Vincent Picandet, Damien
Rangeard, Arnaud Perrot, South
Brittany University, FRANCE.
?Influence of processing parameters
on the layer geometry in 3D concrete
printing: experiments and modelling;
Raphael Comminal, Wilson Ricardo
Leal da Silva, Thomas Juul Ander-
sen, Henrik Stang and Jon Spangen-
berg, TU Denmark / DTI, DENMARK.
CEMENT 6 2020 ?9
geopend. Natuurlijk weten wij dat er meer
technieken zijn dan onze extrusiemethode.
Maar je zag tijdens het congres dat er in die
andere technieken ook meer onderzoek is
gedaan. Dat is belangrijk om te weten.
Straks gaan we nog denken dat extrusie
printen de heilige graal is. Maar er is niet
één oplossing de ideale. En ook voor het
traditioneel storten van beton zal er een
plek blijven. Het zou idioot zijn alles op één
manier te doen." De organisatie heeft een uitgebalan
ceerd programma samengesteld. Zo waren
er veel uiteenlopende keynote speakers. Uit
het vakgebied zelf enkele topsprekers, maar
ook enkele uit andere vakgebieden. Bos:
"Wij hebben Maarten Steinbuch uitgeno
digd, een absolute autoriteit als het gaat om
robotica. Maar ook iemand als Virginia San
Fratello, een kunstenares/architect die met
een brede blik de meest fantastische projec
ten heeft gerealiseerd." Naast de keynote
speakers waren er 13 invited speakers,
onderzoekers die ook een paper hebben
geschreven voor een special issue van CCR
(Cement and Conrete Research) over Digital
Concrete. En dan dus 111 open inzendingen.
Bos: "Juist die individuele papers zijn essen
tieel. Die vormen de ruggengraat van het
congres."
Onderwerp verbreed
Wat opviel tijdens het congres was de ver
breding van het onderwerp. Zoals gezegd
was er veel aandacht voor verschillende en
ook nieuwe printtechnieken zoals 3Dshot
crete (foto 5). Maar ook aanverwante zaken
worden meegenomen. Bos: "Je ziet dat nu
meriek modelleren steeds belangrijker
wordt. En voorzichtig zie je de eerste resul
taten van levenscyclusanalyses." Volgens Salet ontstaat er veel meer
het besef dat er controle op het proces moet
zijn. "Dat wat je vandaag print moet van de
zelfde kwaliteit zijn als wat je morgen print.
Anders heeft proeven doen geen zin en kun
je niet naar normering toe. Want dat is
noodzakelijk. We kunnen niet elke keer een
een opeenproef doen."
Om ervoor te zorgen dat 3D printen
vaste voet aan de grond krijgt, is het nood
zaak dat het verder komt dan de academi sche wereld en dat de industrie het oppakt.
En dat gebeurt ook al op grote schaal. Salet:
"Kijk naar wat bedrijven als BAM,
Weber Beamix, Bruil en Vertico al doen. Ook
dat wilden we laten zien tijdens het congres.
Dat was de reden om het onderdeel Science
meets industry toe te voegen, waarin de
industrie kon laten zien waar ze mee bezig
zijn."
Van fysiek naar online
De voorbereidingen voor het congres waren
in volle gang en toen was daar opeens coro
na. Salet: "Geleidelijk ontstond het besef dat
we een alternatief moesten bedenken. Af
slanken? Uitstellen? De papers waren al
ingediend dus lang wachten was geen optie.
Gezien de snelheid van de ontwikkelingen
wilden we dat ook niet. Eigenlijk bleef er
maar een optie over: een compleet congres,
volledig online. We hadden alleen geen flauw
benul hoe dat zou moeten." Bos: "Er waren heel veel vraagtekens.
Wat zouden de deelnemers gaan doen? Hoe
zouden de sponsors reageren? We hebben
uiteindelijk besloten alles zelf te organise
ren, ook om kosten te besparen. En we wis
ten vooraf ook niet wat we precies wilden.
Een fatsoenlijke opdracht aan een externe
partij konden we dus helemaal niet formule
ren. Gelukkig hadden we de mazzel dat we
een aantal hele goede krachten in ons team
hadden. Een zeer prettige bijkomstigheid
van het zelf organiseren is dat we de kennis
en de spullen nu in huis hebben. We kunnen
nu als we willen in een handomdraai iets
kleinschalig organiseren." Wat ontbreekt op een online congres
is uiteraard het elkaar fysiek ontmoeten.
Maar contactmomenten waren er genoeg.
Bos: "Daarin zat voor ons de grootste uitda
ging. Hoe zorgen we ervoor dat mensen met
elkaar in contact komen en hoe voorkomen
we dat het een grote saaie Zoom meeting
wordt? Hoe houden we mensen aan boord?
Variatie was heel belangrijk. Een main stage
met lezingen, een parallel programma, in
terviews, Science meets industry, break out
rooms waar mensen elkaar konden ontmoe
ten, een chat. Daar is allemaal veelvuldig
gebruik van gemaakt. Bij haast elke sessie
werden vragen gesteld. We hebben ook veel
"Het risico van
academische
communicatie
is dat het
eenrichtings-
verkeer is"
TERUGKIJKEN
Een groot deel van de leningen
is terug te kijken op een speciaal
YouTube-kanaal:
www.youtube.com/channel/
UCBdyr8bya4GMyAjB2CJcf7Q.
Daarop zijn de keynote lezin-
gen en de invited speakers
terug te zien.
De special issue van Cement and
Concrete Research is te lezen op:
www.sciencedirect.com/
journal/cement-and-concrete-
research/special-issue/
10W6F4DB63B.
10? CEMENT 6 2020
aandacht besteed aan de kwaliteit van de
parallelsessies. We hebben ervoor gekozen
ze vooraf op te nemen, zodat je zeker bent
van een bepaalde kwaliteit. En we hebben
heel veel geoefend vooraf. We zaten natuur
lijk wel met het tijdsverschil. Sommigen
moesten al om 5 uur 's ochtends inschakelen
en anderen waren tot wel 12 uur 's nachts
online. Maar het grote voordeel was dat het
voor de deelnemers veel minder tijd kostte.
Het programma was telkens relatief kort,
van 12:00 uur tot 16:30 uur. Het was dus
veel makkelijker in de agenda in te passen
dan een normaal congres. Dat hebben we
van verschillende kanten terug gehoord.
Sommigen vonden het zelfs beter dan
normaal." Salet: "We hadden ook de tijdgeest
mee. Het was voor iedereen nieuw. Mensen
hadden onderzoek gedaan en waren soms
nauwelijks nog op de universiteit geweest.
Ze stonden te popelen om hun verhaal te
vertellen." Toekomst
Er is dus zeker een toekomst voor deze ma
nier van kennisuitwisseling. Salet: "Het lijkt
me raar als we na covid 19 de wereld rond
blijven reizen. Maar er moet ook voldoende
gelegenheid zijn elkaar in het echt te treffen.
Zeker jonge onderzoekers moeten elkaar
fysiek ontmoeten om vertrouwd te raken in
de wereld. Voor die groep organiseren we
normaal iets in het weekend voorafgaand
aan het congres. Nu kon dat niet. Daarom
organiseren we nog Digital Concrete revistied,
zodra corona dat toelaat. Iets kleinschaligs,
een workshop of iets degelijks." Bos: "Ik denk
dat het meer toegaat naar hybride concepten,
ook al kost dat voor de organisatie nog meer
tijd!" Over het congres zijn de beiden bij
zonder tevreden. Salet: "We zijn als weten
schappelijke wereld weer een stap verder
gekomen. Als je ziet hoe deze grote en vooral
heel jonge community met elkaar heeft
gecommuniceerd, dan denk ik: hoera!".
"De voorberei -
dingen voor het
congres waren
in volle gang en
toen was daar
opeens corona"
LITERATUUR
1?Salet, T.A.M., Wolfs, R.J.M., 3D-printen
van betonconstructies. Cement 2015/7.
2?Bos, F.P., Wolfs, R.J.M., Salet, T.A.M.,
CCR Digital Concrete 2020 SI: Editorial.
Cement and Concrete Research 135 (2020).
7 Freek Bos (l) en Theo Salet tijdens de opening van het congres
8 Virginia San Fratello tijdens haar keynote speach
7
8
CEMENT 6 2020 ?11
Reacties