Bouwen met Staal | Veelzijdig, flexibel, duurzaam Bouwen met Staal

Eindbestemming 3D-geprinte stalen brug in zicht

Binnenkort wordt de spraakmakende, 3D-geprinte stalen voetgangersbrug van MX3D op zijn plaats gelegd over de gracht van de Oudezijds Achterburgwal. Met de 12,5 m lange en 6,3 m brede oversteek laat het jonge roboticabedrijf zien dat 3D-printen met staal niet langer alleen is voorbehouden aan verbindingselementen of andere kleinschalige constructiedelen.

« terug naar Nieuws

Met de nieuwe brug wil MX3D de mogelijkheden demonstreren van het 3D-printen van meer grootschalige en complexe constructies. De brug, een ontwerp van Joris Laarman Lab, is 3D-geprint uit 4.500 kg roestvast staal. De toegepaste printtechniek heet WAAM, Wire Arc Additive Manufacturering. Hierbij wordt een product (constructiedeel) gemaakt door een lasrobot lasrupsen te laten leggen en stapelen. Via WAAM gaat 3D-printen relaties snel. De neersmeltsnelheid is vergelijkbaar met ‘gewoon’ lassen. De producten kunnen ook groter worden dan bij andere printtechnieken zoals SLM (Selectief Lasersmelten) en SLS (Selective Laser Sintering). De afmetingen zijn slechts afhankelijk van het werkbereik van de lasrobot.

Aanvankelijk wilde MX3D vier, zesarmige lasrobots met een bereik van 3 m aan het werk zetten op de eindlocatie van de brug, de Oudezijds Achterburgwal. Aan weerszijden van de gracht zou één paar robots komen te staan. De open lucht mist immers de beperkingen in afmetingen van een traditionele constructiewerkplaats, was de achterliggende gedachte. Toch kreeg de grote productiehal van MX3D op het Oosterdok in Amsterdam de voorkeur, vanwege de beter beheersbare omstandigheden.

Ook de eerdere opzet van de constructie – een soort vakwerk – is gewijzigd omwille van het gewenste draagvermogen, belastingeisen en constructieve integriteit. De brug is nu opgebouwd uit twee, 3D-gebogen platen, aan de onderzijde bijeengehouden door een frame van buizen en dunne plaat. Dat alles in geprint roestvast staal. Het brugdek op het onderframe is een ‘traditionele’ dunne staalplaat.

De brug is in de MX3D-hal binnen zes maanden (tussen oktober 2017 en april 2018) met de vier robots geprint. De constructie in wording is voortdurend gemonitord en regelmatig getest op bijvoorbeeld belastbaarheid. Daaruit is onder meer de lering getrokken dat de uiteindelijke mechanische eigenschappen mede afhankelijk zijn van parameters als lassnelheid, lashoek en lasspanningen. Voor het verwijderen van lasspanningen is een warmte-nabehandeling nodig. Het oppervlak van het printwerk is vrij ruw. Ter bescherming tegen de weersinvloeden is een extra transparante coating aangebracht.

Het controleren en leren gaat door, ook als de brug straks in gebruik is. De conditie van de brug worden bewaakt via sensoren die de belastingen en mogelijke verplaatsingen en trillingen registreren. Ook meten ze belangrijke omgevingsfactoren zoals temperatuur en luchtkwaliteit. De gegeneerde data helpen mee om het gebruik van de brug te begrijpen (hoeveel mensen maken per keer de oversteek, hoe snel gaat dat). De gegevens worden ingevoerd in een ‘digital twin’ van de brug: een dynamisch computermodel dat het gedrag en de prestaties van de echte brug nauwkeurig en ‘in realtime’ weergeeft. Dat levert weer waardevolle inzichten op voor het 3D-printen van staalconstructies in de toekomst.

Partner van MX3D in het project zijn Autodesk, Heijmans, ArcelorMittal en Joris Laarman Lab, het lab van de architect en een van de founding fathers van MX3D. Technische ondersteuning is geboden door meer ARUP als hoofdconstructeur, The Alan Turing Institute, Lloyd’s Register Foundation, Force Technologies, Air Liquide, ABB Robotics en Lenovo. Een van de publieke participanten is de gemeente Amsterdam. De gemeente heeft MX3D gecontracteerd voor de vervanging van de bestaande brug over de gracht en voor de 3D-geprinte opvolger eenzelfde budget beschikbaar gesteld als voor een traditionele brug.

  • mx3d.com
  • Foto’s: Thijs Wolzak en MX3D.