Double curved concrete printing

(1)

Delft University of Technology

Double curved concrete printing

Printing on non-planar surfaces

Schipper, Roel; Borg Costanzi, Chris; Bos, Freek; Ahmed, Z; Wolfs, R.

Publication date

2017

Citation (APA)

Schipper, R., Borg Costanzi, C., Bos, F., Ahmed, Z., & Wolfs, R. (2017). Double curved concrete printing:

Printing on non-planar surfaces. 3TU speerpunt bouw.

Important note

To cite this publication, please use the final published version (if applicable).

Please check the document version above.

Copyright

Other than for strictly personal use, it is not permitted to download, forward or distribute the text or part of it, without the consent

of the author(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license such as Creative Commons.

Takedown policy

Please contact us and provide details if you believe this document breaches copyrights.

We will remove access to the work immediately and investigate your claim.

This work is downloaded from Delft University of Technology.

(2)

4TU.B0UW

center of excellence for the built environment

2016

\SED B R I D G E E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : ir. R i j k B l o k , Prof. D r . - I n g . P a t r i c k T e u f f e l - D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : ir. J o r i s S m i t s , ir. R a f a i l G k a i d a t z i s - C e n t r e o f E x p e r t i s e B i o - B a s e d E c o n o m y : ir. W i l l e m B ö t t g e r , ir. A l w i n H o o g e n d o o r n - NPSP BV ir. IVIark L e p e l a a r - A v a n s U n i v e r s i t y o f A p p l i e d S c i e n c e s - H Z U n i v e r s i t y o f A p p l i e d S c i e n c e s B u i l t at SPARK l o c a t i o n in R o s m a l e n C A S T F O R M W O R K SYSTEK'i T e c h n i c a l U n i v e r s i t y D e l f t : ir. N a d i a R e m m e r s w a a l , D r . - I n g . M a r c e l B i l o w - E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : dr. ir. F a a s M o o n e n , ir. R i j k B l o k - J o n g e n e e l - C e m e n t b o u w - V a n G e l d e r - G r e e n V i l l a g e - Riset 8 k o t a I n d o n e s i a C O N V E C T I V E C O N C R E T E D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : D e n n i s d e W i t t e M S c , P r o f . D r . - I n g U l r i c h K n a a c k - E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : M a r i e d e K l i j n - C h e v a l e r i a s M S c , ir. R o e l L o o n e n , p r o f . d r . i r . J a n H e n s e n - G . t e c z : D r . - I n g G r e g o r Z i m m e r m a n n

CURVED C O N C R E T E P R I N T I N G D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : dr. ir. R o e l S c h i p p e r , C h r i s B o r g C o s t a n z i M S c - E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : dr. ir. F r e e k B o s , Z e e s h a n A h m e d M S c , R o b W o l f s M S c . F I B R O U S S M A R T M A T E R I A L S D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : dr. N i m i s h B i l o r i a , ir. J a v i d J o o s h e s h E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y -U n i v e r s i t y o f T w e n t e - E -U R E C A T - A t e l i e r R o b o t i c O P T I M I S I N G 3 D C O N C R E T E P R I N T I N G D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , B E M N e x t l a b : dr. ir. J e r o e n C o e n d e r s , M a a r t e n M a t h o t , Pascal M a r t e n s - E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : dr. ir. F r e e k B o s , R o b W o l f s M S c . - W h i t e L i o n e s s t e c h n o l o g i e s : ir. A n k e R o l v i n k , P u c k M i d d e l k o o p M S c , dr. ir. J e r o e n C o e n d e r s , M a a r t e n M a t h o t P U B L I C S P A C E F O R R E F U G E E S T U E i n d h o v e n : p r o f ir. J u l i e t t e B e k k e r i n g , ir. S j e f v a n H o o f , ir. K o r n e l i a D i m i t r o v a , ir. E e f j e H e n d r i k s - T U D e l f t : p r o f ir. M i c h i e l R i e d i j k , R i c k K r o s e n b r i n k - K o n i n k l i j k e L a n d m a c h t C o m m a n d a n t P e t e r v a n S o r g e n R E S T O R A T I V E G L A S S D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : ir. F a i d r a O i k o n o m o p o u l o u , ir. T e l e s i i l a B r i s t o g i a n n i , ir. L i d a B a r o u , p r o f ir. R o b v a n H e e s , p r o f . ir. R o b N i j s s e , dr. ir. F r e d V e e r E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : dr. ir. H e n k S c h e l l e n , dr. ir. J o s v a n S c h i j n d e l A B T -P O E S I A T S E N S O R S I N A S P H A L T U n i v e r s i t y o f T w e n t e : dr. ir. S e i r g e i M i l l e r , mr. J o y r a j C h a k r a b o r t y , J u r i a n v a n d e r V e g t , D a a n B r i n k e r i n k - T e c h n i c a l U n i v e r s i t y o f D e l f t : p r o f , dr. ir. S a n d r a E r k e n s , dr. X u e y a n L i u , dr. K u m a r A n u p a m - Boskalis BV: mr. B e r w i c h S l u e r , dr. ir. M o h a m a d M o h a j e r i - T e c h n o b i s S O L A R B I K E S : USER A C C E P T A N C E E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : dr. ir. P a u l i n e v a n d e n B e r g , p r o f . dr. T h e o A r e n t z e - U n i v e r s i t y o f T w e n t e : p r o f dr. i n g . K a r s t G e u r s B U I L T I R E A L I T Y 4 T U . B o u w : ir. S i e b e B a k k e r , P r o f . D r . - I n g U l r i c h K n a a c k , ir. A l e x a n d e r S c h m e t s - D e B o u w c a m p u s : M a j o r i e J a n s - B o u w e n d N e d e r l a n d : T o m v a n E c k , P a t r i c k K o i m a n s , J o e p R a t s S O U N D y

D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : ir. A n n e S t r u i k s m a , dr. ir. M a r t i n T e n p i e r i k , ir. A t e S n i j d e r , dr. ir. F r e d V e e r - E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : ir. B r a m B o t t e r m a n , dr. ir. M a a r t e n H o r n i k x - S i 0 2 g l a s : H e i n v a n d e r W a t e r - D e L a u r e n s k e r k R o t t e r d a m : F r a n k M i g c h i e l s e n D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : i n g . M a r i a V a l e n t i n i S a r a k i n i o t i M S c , dr. M A r c h . M i c h e l a T u r r i n , M A r c h . M . T e e i i n g , ir. P a u l d e R u i t e r , M a r k v a n E r k , dr. ir. a r c h . M a r t i n T e n p i e r i k , dr. i n g . T h a l e i a K o n s t a n t i n o u M S c , Prof. D r . - I n g . U l r i c h K n a a c k - E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : ir. A r n o P r o n k , P r o f D r . - I n g . P a t r i c k T e u f f e l , A r t h u r v a n L i e r , R e n s V o r s t e r m a n s , E l i n e D o l k e m a d e , M a r i e d e K l i j n M S c , ir. R o e l L o o n e n , p r o f . dr. ir. J a n H e n s e n - K I W I S o l u t i o n s : D i c k V l a s b l o m S P Y I N G T H E U N D E R G R O U N D U n i v e r s i t y o f T w e n t e : L e o n o l d e S c h o l t e n h u i s - D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : D r . - I n g . Sisi Z l a t a n o v a , X a n d e r d e n D u i j n B S c , A n n a - M a r i a N t a r l a d i m a M S c , E v a n g e l o s T h e o c h a r o u s M S c . - M u n i c i p a l i t y o f R o t t e r d a m - R e c o g n i z e U N L E A S H T H E B U I L D I N G B O T S E i n d h o v e n U n i v e r s t y o f T e c h n o l o g y : A a n t v a n d e r Z e e - D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : P a u l d e R u i t e r - T B I K e n n i s l a b : H a y o M e i j s D E REUS V A N S C H I M M E R T E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : K o n s t a n t i n o s T z a n a k a k i s , d n M a d e l e i n e G i b e s c u , p r o f dr. E d N i j s s e n - D e Reus v a n S c h i m m e r t : N i c o E u r e l i n g s I N D U S T R I A L S Y M B I O S I S S O F T W A R E E i n d h o v e n U n i v e r s t y o f T e c h n o l o g y : I m m a n u e l G e e s i n g M S c , prof.dr.ir. B a u k e d e V r i e s - S t i c h t i n g B e d r i j v e n t e r r e i n H e l m o n d : F r i t s R u t t e n T R A N S I T I O N T O W A R D S D C M I R C O G R I D S E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : E v i P l o u m p i d o u , p r o f . dr. S j o e r d R o m m e , dr. M a d e l e i n e G i b e s c u - A B B BV: A r n o B r o n s w i j k - D C F l e x h o u s e : H a r r y S t o k m a n - D i r e c t C u r r e n t BV: P e p i j n v a n W i l i g e n b u r g - N E B E R : W i l P a u l u s - E P M BV S M A R T L I V A B L E C I T I E S t r e k k e r s g r o e p : T e u n B o k h o v e n - T S E n e r g i e , T K l U r b a n E n e r g y , T o m v a n E c k - V N O - N C W / B o u w e n d N e d e r l a n d , P a t r i c k K o i m a n s - B o u w e n d N e d e r l a n d , A l e x a n d e r S c h m e t s - 4 T U . B o u w , L i e s b e t v a n Z o o n e n - E r a s m u s U n i v e r s i t e i t R o t t e r d a m ; v o o r b e r e i d i n g s g r o e p : C a r m e n A a l b e r s - W a g e n i n g e n UR, M a r t j e v a n A n k e r e n N a t i o n a a l R e g i e o r g a a n P r a k t i j k g e r i c h t O n d e r z o e k Sla, L u c a B e r t o l i n i U n i v e r s i t e i t v a n A m s t e r d a m , C o l e t t e B o s N a t i o n a l e W e t e n s c h a p s a g e n d a , G e e r t J a n H o u b e n T e c h n i s c h e U n i v e r s i t e i t D e l f t , K e e s d ' H u y T N O , M a r c u s v a n L e e u w e n N W O , V i n c e n t S m i t V e r e n i g i n g H o g e s c h o l e n / H a a g s e H o g e s c h o o l , K a m i e l S p o e l s t r a -N I O O - K -N A W , M a a r t e n v a n S t e e n - U n i v e r s i t e i t T w e n t e , S a n d r a S t o r m - V e r e n i g i n g H o g e s c h o l e n , P e t e r P a u l v a n ' t V e e n - T -N O , J a n V r e e b u r g - W a g e n i n g e n UR; d i g i t a l e k l a n k b o r d g r o e p : T h e o A r e n t z e T e c h n i s c h e U n i v e r s i t e i t E i n d h o v e n , P a u l i n e A r t s M i n i s t e r i e v a n V e i l i g h e i d e n J u s t i t i e , M a y a v a n d e n B e r g U n i v e r s i t e i t T w e n t e , T o b i a s B o n t e n -L e i d e n U n i v e r s i t a i r M e d i s c h C e n t r u m , B e n - W i l l e m B o s w i j k - G e m e e n t e Z a a n s t a d , A a t B r a n d - G e m e e n t e R o t t e r d a m , -L e a d e n B r o e d e r - H o g e s c h o o l v a n A m s t e r d a m , M a r l e e n B u i z e r - W a g e n i n g e n UR, W i l l e m B u u n k - W i n d e s h e i m , J o c h e m C o o l m a n - G e m e e n t e R o t t e r d a m , J o o p t e n D a m - W i n d e s h e i m , C a r o l i e n D i e l e m a n - H o g e s c h o o l R o t t e r d a m , M a r l o e s D i g n u m - T e c h n i s c h e U n i v e r s i t e i t D e l f t , S t e p h a n v a n D i j k - A M S I n s t i t u t e , R i k E w e g - H o g e s c h o o l Van Hall L a r e n s t e i n , J a a p v a n d e n H e r i k - L e i d e n C e n t r e o f D a t a S c i e n c e , F r a n k v a n d e r H o e v e n - T e c h n i s c h e U n i v e r s i t e i t D e l f t , J e r o e n K l u c k - H o g e s c h o o l v a n A m s t e r d a m , R e i n e k e v a n d e r K o l k - A i r b u s D e f e n s e & S p a c e , O l a f v a n K o o t e n - I n h o l l a n d , Iris K o r t h a g e n - R a t h e n a u I n s t i t u u t , C i n t K o r t m a n n - Q u a n t b a s e , F r a n k K r e s i n - W a a g S o c i e t y , G e r t K r u i t h o f - A S T R O N , R o g i e r K u i n - B O V A G , M i c h i e l d e L a n g e - U n i v e r s i t e i t U t r e c h t , T h o m a s L e e n d e r s - P h i l i p s , T h e d v a n L e e u w e n - U n i v e r s i t e i t L e i d e n , K e e s M a c h i e l s e - H o g e s c h o o l R o t t e r d a m , S t a n M a j o o r - H o g e s c h o o l v a n A m s t e r d a m , J u d i M e s m a n - U n i v e r s i t e i t L e i d e n , G e r b e n M o l - W a g e n i n g e n UR, E l p h i N e l i s s e n - T e c h n i s c h e U n i v e r s i t e i t E i n d h o v e n , H a n s N o u w e n s - S m a r t D a t a City, E r w i n O n d e r d i j k - S T W , H e n r i e t t e O t t e r - D e l t a r e s , G e r t - J o o s t P e e k - H o g e s c h o o l R o t t e r d a m , H a n La P o u t r e ^ C W l A m s t e r d a m / T e c h n i s c h e U n i v e r s i t e i t D e l f t , J a s p e r R o o d e n b u r g - N W O , D i c k S c h m i d t - T N O , L i a n a S j e r p s - K o o m e n - T K l U r b a n E n e r g y , J o o s t S n e l s W a g e n i n g e n UR, P i e t v a n S t a a l d u i n e n Van S t a a l d u i n e n m a n a g e m e n t e n a d v i e s , l l o n c a V a a r t j e s U n i v e r s i t a i r M e d i s c h C e n t r u m U t r e c h t , M a r c e l V i s s e r N I O O -K N A W , M o n i q u e V o l m a n - U n i v e r s i t e i t v a n A m s t e r d a m , B a u k e d e V r i e s - T e c h n i s c h e U n i v e r s i t e i t E i n d h o v e n , P e t e r v a n W a a r t - H o g e s c h o o l R o t t e r d a m , N i n a W a i d h a u e r - W a g e n i n g e n UR, G u i d o W a l r a v e n - I N H o l l a n d , R u u d v a n W e z e l - H a a g s e H o g e s c h o o l , S a b i n e W i l d e v u u r - W a a g S o c i e t y , A l e x a n d e r Y a r o v o y - T e c h n i s c h e U n i v e r s i t e i t D e l f t R E S E A R C H T O R E A L I T Y E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y A a n t v a n d e r Z e e , D e l f t U n v e r s i t y o f T e c h n o l o g y A l e x W a n d I , 4 T U . B o u w A l e x a n d e r S c h m e t s , D e l f t U n v e r s i t y o f T e c h n o l o g y A n a A n t o n , 4 T U . B o u w / U n i v e r s i t y o f T w e n t e A n d r é D o r é e , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y A n n a M a r i a N t a r l a d i m a , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y A n n e S t r u i k s m a , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y A n u p a m K u m a r , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y A r j a n H a b r a k e n , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y A r n o P r o n k , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y B a h m a n G h i a s s i , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y B a h m a n H a s h e m i , 4 T U . B o u w / E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y B a u k e d e V r i e s , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y B r a m B o t t e r m a n , C a r l i e n R o o d i n k C o n s u l t a n c y C a r l i e n R o o d i n k , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y C a r o l a H e i n , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y C a s v a n d e r Z a n d e n , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y C h e n H u n g C h u , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y C h r i s B o r g C o s t a n z i , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y C h r i s t i a n L o u t e r , S B R C U R n e t C i n d y V i s s e r i n g , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y D a v i d e L e o n e t t i , U n i v e r s i t y o f T w e n t e D e n i s M a k a r o v , E n e c o D e n n i s R a m o n d t , K I W I s o l u t i o n s D i c k V l a s b l o m , S u m m u m / B l o c k Research G r o u p , ETH Z ü r i c h D i e d e r i k V e e n e n d a a l , c r e a t i v e p r o j e c t s D r é K a m p f r a a t h , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y E d w a r d V e r b r e e , b u r e a u b a k k e r E l i s e B u i t e r , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y Ella B r a a t , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y E n a y a t H o s s e i n i A r i a , 4 T U . B o u w / D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y E r i k S c h l a n g e n , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y E r w i n J a c o b s , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y F a i d r a O i k o n o m o p o u l o u , U n i v e r s i t y o f T w e n t e F a r i d V a h d a t i k h a k i , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y F e i x i o n g L i a o , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y F o t e i n i S e t a k i , 4 T U . B o u w / D e l f t U n i v e r s i t v ^ - f ' ) l o g y F r a n k v a n d e r H o e v e n , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y F r e e k B o s , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y G a m z e D a n e , S o c r a t e s H a n s J a a p M o e s . Y.^r.\-- " 5ar, D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y H e n r i e t t e B i e r , U n i v e r s i t y o f T w e n t e H o s s e i n y A l a m d a y , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y l o u l i a Os^-r.^'— B o e r , U n i v e r s i t y o f T w e n t e J a n i n e P r o f i j t , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y J a v i d J o o s h e s h , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n ' - ^ i - -

**yjOf^^*^^**

l i v e r s i t y o f T w e n t e J o y r a j C h a k r a b o r t y , D e l f t U n i v e r s i t y o f " t e c h n o l o g y J u a n A z c a r a t e , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n . ^ I d e S c h o l t e n h u i s , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y L i d a B a r o u , H a r m o n - E / B r e d e S t r o o m v e r s n e l l i n g M a a r t é i

\nnOVa^ ofOV®^'^^

M a r i a H a n s c h , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y M a r i e d e K l i j n , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y M a r k v a n

researcn

y

h n o l o g y M i c h e l a T u r r i n , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y M i c h i e l R i t z e n , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y M

•ffOrO

_ e ' i t V S S

^

o f T e c h n o l o g y N a d i a R e m m e r s w a a l , P a n o s S a k k a s , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y P a t r y c j a P u s t e l n i k

^ hnica^ UoW©

m o l o g y P a u l i n e v a n d e n B e r g , S B R C U R n e t P e r i c a S a v a n o v i c , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y P i e t v a n S t a a l o ^ Qut^^ - . ^ . L y oT T w e n t e P r i y a D a r s h i n i C h e y y a r N a g e s w a r a n , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y Q i n g p e n g L i , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f Te • o i e s e n . E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y R i j k B l o k , U N S t u d i o R o b H e n d e r s o n , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y R o e l L o o n e n , D e l f t L _ o c n i p p e r , E n e c o R o n a l d R o o t , 1 2 3 D V a r c h i t e c t e n R o t t e r d a m S a m a n e h R e z v a n i , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y S e y e d S e d i g h i , 4 T U . B o u w / b u r e a u b a k k e i -<jK.Ker, D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y S i n a M o s t a f a v i , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y S j o n n i e B o o n s t r a , Q u b y S t e p h e n G a l s w o r t h y , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y T e l e s i i l a B r i s t o g i a n n i , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y T h a l e i a K o n s t a n t i n o u , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y T o m m a s o V e n t u r i n i , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y T o r s t e n S c h r o d e r , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y T r u u s H o r d i j k , 4 T U . B o u w / D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y U l r i c h K n a a c k , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y V a g o s T h e o c h a r o u s , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y V a l e n t i n i S a r a k i n i o t i , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y W e n J i a n g , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y W e n s h u L i , C i t y o f R o t t e r d a m , I n d o n e s i a n D i s p o r a N e t w o r k W i w i T j i o o k , V o l k e r W e s s e l s i C i t y W o u t e r B e e l e n , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y X i a o t e n g P a n I N N O V A T I O N E X P O S i e b e B a k k e r , M a r c e l B i l o w , F r a n k v a n d e r H o e v e n , N a d i a R e m m e r s w a a l , M i c h e l a T u r r i n C I T Y O F T H I N G S S i e b e B a k k e r , E l i s e B u i t e r , M a t t h i j s d e D e c k e r e , K i m D e g e n , D r é K a m p f r a a t h , D e n n i s R a m o n d t , R o n a l d R o o t , M a r l e t S a u e r w e i n , F r a n s S c h u p p , F r a n k v a n d e r H o e v e n , N u n o V a r a n d a s , T e u n V e r k e r k R E A L A D D I T I V E M A N U F A C T U R I N G S i e b e B a k k e r , E l i s e B u i t e r , M a r c e l B i l o w , L e n n e a r t v a n C a p e l l e v e e n , J e r o e n C o e n d e r s , C h r i s B o r g C o s t a n z i , U l r i c h K n a a c k , P a u l d e R u i t e r , V a l e n t i n i S a r a k i n i o t i , R o e l S c h i p p e r , H o l g e r S t r a u s s , M i c h e l a T u r r i n , D e n n i s d e W i t t e , A a n t v a n d e r Z e e 3 D C O N C R E T E P R I N T I N G F O R S T R U C T U R A L A P P L I C A T I O N S E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y T h e o S a l e t ; D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y 6 5 + B E S T N E I G H B O U R H O O D C O N C E P T S : H A P P Y S E N I O R L I V I N G E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : l o u l i a O s s o k i n a , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y A D A P T I V E J O I N T S W I T H V A R I A B L E S T I F F N E S S E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : Q i n y u W a n g , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y E X C A S A F E Z O N E U n i v e r s i t y o f T w e n t e : L é o n o l d e S c h o l t e n h u i s , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y G E O P O L Y M E R C O N C R E T E B R I D G E D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : dr. G . Y e , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y RE3 G L A S S - A R E D U C E / R E U S E / R E C Y C L E S T R A T E G Y D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : T e l e s i i l a B r i s t o g i a n n i , U n i v e r s i t y o f T w e n t e R E - P R I N T I N G A R C H I T E C T U R A L H E R I T A G E D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : C a r o l a H e i n , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y T E R R A - I N K : A D D I T I V E E A R T H M A N U F A C T U R I N G F O R E M E R G E N C Y A R C H I T E C T U R E D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : M i c h e l a T u r r i n , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y

(3)

Lighthouse Projects 2017

_4TU

_{• Bouw}

center of excellence for the built environment

C o m b i n i n g t h e t e c h n o l o g i e s o f 3 D c o n c r e t e p r i n t i n g a n d f i b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e , e l e m e n t s m a d e b y 3 D c o n c r e t e p r i n t i n g c a n b e c o m e s u i t a b l e f o r s t r u c t u r a l a p p l i c a t i o n s . A s t r u c t u r a l l y safe f u l l scale p a v i l i o n w i l l b e p r i n t e d t o finalize t h e p r o j e c t . E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y Research i n t o l o c a t i o n a n d h o u s i n g t y p e p r e f e r e n c e will b e u s e d t o d e s i g n l i v i n g c o n c e p t s f o r t h e e l d e r l y . T h e f e a s i b i l i t y o f t h e c o n c e p t s w i l l b e t e s t e d in a p i l o t . E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f Tech D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y t u r a l j o i n t s w i t h a d a p t i v e stiffness c a p a b i l i t i e s , w i l l a l l o w c o n t r o l o v e r t h e s h a p e a n d stiffness o f t h e s t r u c t u r e s . T h i s c a n l e a d t o m o r p h i n g a n d d e p l o y a b l e s t r u c t u r e s , w i t h f o l d a b l e s t r u c t u r e s , a c t i v e f a g a d e s y s t e m s o r o r i g a m i i n s p i r e d s t r u c t u r e s . Q i n y u W a n g - Q . W , E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y The d e v e l o p e m e n t o f an a u t o m a t e d s y s t e m t h a t g e n e r a t e s e x c a v a t i o n s a f e t y m a p s t o e n a b l e u r b a n p l a n n e r s , c o n t r a c t o r s a n d e x c a v a t o r o p e r a t o r s t o rpake m o r e i n f o r m e d d e c i s i o n s a b o u t w h e r e a n d h o w t o c o n d u c t e x c a v a t i o n a c t i v i t i e s .

H ËMjmmmmmmmmmÊÊÊÊmÊÊm

E x p l o r i n g t h e p o s i b i l i t i e s o f u s i n g 3 D s c a n n i n g a n d 3 D p r i n t i n g in t h e r e s t o r a t i o n a n d / o r r e n o v a t i o n o f a r c h i t e c t u r a l h e r i t a g e . A s f e a s i b i l i t y s t u d y a f r a g m e n t o f t h e H y p p o l y t u s k e r k M i d d e l s u m w i l l b e r e c r e a t e d .

li

>f^<iiUi^jiiiinti(L< u t w e n t e . n l U n i v e r s i t y o f T w e n t e D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y le first s t e p t o w a r d s c e m e n t f r e e c o n s t r u c t i o n , s t r u c t u r a l e l e m e n t s w i l l b e d e s i g n e d , m a n u f a c t u r e d a n d t e s t e d . T h i s p r o o f o f c o n c e p t w i l l b e u s e d t o c o n s t r u c t t h e first p r e f a b r i c a t e d g e o p o l y m e r c o n c r e t e b r i d g e . h n o l o g y o f T e c h n o l o g y T h e d e s i g n a n d m a n u f a c t u r i n g o f c o m p r e s s i v e b u i l d i n g e l e m e n t s m a d e f r o m glass. M a t e r i a l use is r e d u c e d t h o u g h t h e d e s i g n , e l e m e n t s c a n b e r e u s e d t h r o u g h d r y - a s s e m b l y a n d e l e m e n t s a r e m a d e f r o m r e c y c l e d glass. s a l f B R i i i N i D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y U s i n g local a n d r e c y c l e d m a t e r i a l s w i t h 3 d p r i n t i n g t e c h n o l o g y , a s o l u t i o n w i l l b e c r e a t e d f o r t h e h o u s i n g e m e r g e n c i e s in p o s t - d i s a s t e r a n d m i g r a t i o n crisis e v e n t s . T h e a i m is a l o w c o s t d w e l l i n g u n i t m a d e o f e a r t h - b a s e d m a t e r i a l s . 4 T U . B o u w r e p r e s e n t s t h e c o l l a b o r a t i o n b e t w e e n t h e f o u r T e c h n i c a l U n i v e r s i t i e s i n t h e N e t h e r l a n d s o n t h e l a r g e t o p i c o f ' T h e B u i l t E n v i r o n m e n t ' . T h e c o o p e r a t i o n c o n s i s t s o f t h e D e p a r t m e n t o f t h e B u i l t E n v i r o n m e n t a t T U E i n d h o v e n , t h e f a c u l t y o f E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y a t T w e n t e U n i v e r s i t y , t h e f a c u l t i e s o f A r c h i t e c t u r e a n d C i v i l E n g i n e e r i n g a n d G e o s c i e n c e s a t T U D e l f t a n d W a g e n i n g e n U n i v e r s i t y . T h e g o a l o f t h e 4 T U . B o u w i n i t i a t i v e is t o p r o m o t e c o l l a b o r a t i o n b e t w e e n t h e m e m b e r f a c u l t i e s , i n d u s t r i a l p a r t n e r s a n d g o v e r n m e n t , i n o r d e r t o m e e t t h e g r a n d c h a l l e n g e s a h e a d . Built E n v i r o n m e n t is t h e b i o t o p e o f t h e m o d e r n c i t i z e n , p r o v i d i n g i n f r a s t r u c t u r e f o r t r a n s p o r t , d e f e n c e a g a i n s t f l o o d i n g , shelter, s p a c e f o r w o r k i n g , m e e t i n g a n d leisure a c t i v i t i e s , e t c . T h e d e m a n d s u p o n reliability, safety a n d c o m f o r t o f t h e s e s t r u c t u r e s is c o n t i n u o u s l y i n c r e a s i n g . M e a n w h i l e t h e Built E n v i r o n m e n t s e c t o r is c o n f r o n t e d w i t h e n o r m o u s c h a l l e n g e s like scarcity o f r e s o u r c e s , c l i m a t e c h a n g e , a c c e l e r a t e d p o p u l a t i o n g r o v r t h a n d d e m o g r a p h i c c h a n g e s . T h e s e c h a l l e n g e s r e q u i r e j o i n t s t r a t e g i e s a n d c o l l a b o r a t i o n betw/een e n d - u s e r , a c a d e m i a , t h e i n d u s t r y a n d g o v e r n m e n t a l a g e n c i e s , t h e s o - c a l l e d g o l d e n t r i a n g l e . T h e r e f o r e , in t h e c o n t e x t o f t h e D u t c h ' N a t i o n a l e W e t e n s c h a p s a g e n d a ' , 4 T U . B O U W , w i t h its p a r t n e r s , has i d e n t i f i e d t h e i m p o r t a n t , s o c i e t a l a n d s c i e n t i f i c a l l y r e l e v a n t research t h e m e s : ' D e T o e k o m s t W o r d t G e b o u w d ' , as w e l l as t h e ' B u i l t S o c i e t y S m a r t Reality' u r g e n c y a n d a m b i t i o n ' m a p ' . R e l e v a n t t h e m e s h a v e b e e n u t i l i z e d as c o n t e x t f o r t h e 4 T U . B o u w L i g h t h o u s e p r o g r a m m e s 2 0 1 6 a n d 2 0 1 7 . In 2 0 1 6 f i f t e e n d e d i c a t e d , f a s t t r a c k i n n o v a t i o n p r o j e c t s h a v e b e e n c o m p l e t e d , all a d d r e s s i n g a s p e c t s o f t h e a g e n d a a n d m a p . T h e s e p r o j e c t s p r o v i d e a p r o o f o f c o n c e p t - o r f a i l u r e - o f n e w t e c h n o l o g i e s t h a t will c o n t r i b u t e t o s o l i d a p p r o a c h e s a n d s o l u t i o n s t o t h e c h a l l e n g e s a h e a d , f o r ail s t a k e h o l d e r s . In 2 0 1 7 e i g h t m o r e L i g h t h o u s e Projects w i l l start. A l s o , a d e d i c a t e d P D E n g - t r a i n i n g p r o g r a m m e c o n t r i b u t e s t o t h e f u t u r e a v a i l a b i l i t y o f w e l l - t r a i n e d specialists, m e a n w h i l e b r i d g i n g t h e g a p b e t w e e n a c a d e m i a a n d t h e m a r k e t . 4 T U . B o u w strives t o r e s p o n d r a p i d l y t o t h e e v e r f a s t e r c h a n g e s , o f t e n e m e r g i n g b o t t o m - u p , t h a t n e w t e c h n o l o g i e s b r i n g a b o u t , b y o r g a n i z i n g w o r k s h o p s , b r a i n s t o r m s a n d t r a i n i n g sessions w i t h r e l e v a n t s t a k e h o l d e r s , a n d b y f o r m i n g d e d i c a t e d c o n s o r t i a t h a t a c t j o i n t l y . O n l y b y s u c h j o i n t a c t i o n s w i t h r e s p e c t t o t h e u r g e n t t h e m e s are p o s i t i v e c h a n g e s e x p e c t e d t o h a p p e n . M i c h e l a T u r r i n - m . t u r r i n @ t u d e l f t . n l D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y S c i e n t i f i c D i r e c t o r - U l r i c h K n a a c k E x e c u t i v e D i r e c t o r - A l e x a n d e r S c h m e t s C u r a t o r - S i e b e B a k k e r A m b a s s a d o r s D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y - A r c h i t e c t u r e : F r a n k v a n d e r H o e v e n D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y - Civil E n g i n e e r i n g a n d G e o s c i e n c e s : E r i k S c h l a n g e n E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y - B u i l t E n v i r o n m e n t : B a u k e d e V r i e s U n i v e r s i t y o f T w e n t e - E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y : A n d r é D o r é e I N F O & C O N T A C T L i g h t h o u s e P r o j e c t s 2 0 1 6 B i o B a s e d B r i g d e : R i j k B l o k - r . b l o k @ t u e . n l C A S T F o r m w o r k S y s t e m s : M a r c e l B i l o w - m . b i l o w @ t u d e l f t . n l C o n v e c t i v e C o n c r e t e : D e n n i s d e W i t t e - d . d e w i t t e @ t u d e l f t . n l D o u b l e C u r v e d 3 D C o n c r e t e P r i n t i n g : R o e l S c h i p p e r - h . r . s c h i p p e r @ t u d e l f t . n l F i b r o u s S m a r t M a t e r i a l s : N i m i s h B i l o r i a - n . m . b i l o r i a @ t u d e l f t . n l O p t i m i s i n g 3 D C o n c r e t e P r i n t i n g ; J e r o e n C o e n d e r s - j e r o e n c o e n d e r s @ w h i t e - l i o n e s s . c o m P u b l i c S p a c e f o r R e f u g e e s : J u l i e t t e B e k k e r i n g - j . d . b e k k e r i n g @ t u e . n l R e s o r a t i v e Glass: F a i d r a O i k o n o m o p o u l o u - f . o i k o n o m o p o u l o u @ t u d e l f t . n l S m a r t S e n s o r s in A s p h a l t : S e i r g e i M i l l e r - s . r . m i l l e r @ u t w e n t e . n l Solar Bikes - U s e r A c c e p t a n c e : P a u l i n e v a n d e r B e r g — p . e . w . v . d . b e r g @ t u e . n l S o u n d A b s o r b i n g G l a s s : M a r t i n T e n p r e r i k - m . j . t e n p i e r i k @ t u d e l f t . n l S P O N G 3 D ; M i c h e l a T u r i n - m . t u r r i n @ t u d e l f t . n t S p y i n g t h e U n d e r g r o u n d : L e o n o l d e S c h o l t e n h u i s - l . l . o l d e s c h o l t 6 n h u i s @ u t w e n t e . n l U n l e a s h t h e B u i l d i n g B o t s : A a n t v a n d e r Z e e - a . v . d . z e e @ t u e , n i I N F O & C O N T A C T P D E n g P r o j e c t s D e Reus v a n S c h i m m e r t : K o n s t a n t i n o s T z a n a k a k i s - k . t z a n a k a k i s @ t u e . n l I n d u s t r i a l S y m b i o s i s S o f t w a r e : I m m a n u e l G e e s i n g - i . j . a . k . g e e s i n g @ t u e . n l Transition t o w a r d s D C M i c r o G r i d s : E v i P l o u m p i d o u - e . p l o u m p i d o u @ t u e . n l P U B L I C A T I O N E d i t i n g & g r a p h i c d e s i g n : b u r e a u b a k k e r - S i e b e B a k k e r & E l i s e B u i t e r I m a g e s : b u r e a u b a k k e r , c r e a t i v e p r o j e c t s (P; 5, 6 , 1 1 , 1 2 , 1 8 , 2 0 , 2 7 , 2 8 , 3 0 , 3 2 , 3 4 , 3 6 , 3 8 , 3 9 ) , p a r t i c i p a t i n g r e s e a r c h e r s © 2 0 1 7 4 T U , B o u w

(4)

DOUBLE CURVED C O N C R E T E PRINTING

LHP2016

It is n o s e c r e t t h a t t h e r e h a v e b e e n s o m e g r e a t a d v a n c e s in t h e r e a l m o f c o n c r e t e a d d i t i v e m a n u f a c t u r i n g . H o w e v e r , o n e o f t h e m a j o r d r a w b a c k s o f t h i s f a b r i c a t i o n t e c h n i q u e is t h a t t h e e l e m e n t s m u s t b e s e l f - s u p p o r t i n g d u r i n g p r i n t i n g . W h i l e m o s t o t h e r a d d i t i v e m a n u f a c t u r i n g m a t e r i a l s c a n o v e r c o m e t h i s b y u s i n g a s e c o n d a r y p r i n t e d s u p p o r t s t r u c t u r e , a l t e r n a t i v e s t r a t e g i e s h a v e t o b e d e v e l o p e d f o r m a t e r i a l s s u c h a s c o n c r e t e . T h i s 4 T U p r o j e c t e x p l o r e s t h e p o s s i b i l i t i e s o f c o m b i n i n g c o n c r e t e a d d i t i v e m a n u f a c t u r i n g w i t h a t e m p o r a r y s u p p o r t s u r f a c e . B y p r i n t i n g o n a f r e e - f o r m s u r f a c e , m o r e i n t r i c a t e g e o m e t r i e s c a n b e r e a l i z e d . A n u m b e r o f p o t e n t i a l a p p l i c a t i o n s h a v e b e e n o u t l i n e d , h o w e v e r t h e p r i n c i p l e f o c u s is c o m b i n i n g c o n c r e t e a d d i t i v e m a n u f a c t u r i n g a n d c a s t i n g . T h e e n d r e s u l t is a p a r t i a l l y - p r i n t e d p a v i l i o n u s i n g a c o m p l e t e l y d i g i t a l d e s i g n - t o - f a b r i c a t i o n w o r k f l o w .

mm

A l t h o u g h a d d i t i v e m a n u f a c t u r i n g ( A M ) is a f a b r i c a t i o n t e c h n i q u e w h i c h has b e e n a r o u n d f o r t h e p a s t 2 0 y e a r s o r s o , it is o n l y n o w t h a t w e are s t a r t i n g t o s e e its a p p l i c a t i o n s e m e r g e i n t o t h e b u i l t e n v i r o n m e n t . W h i l s t m e t a l s , p l a s t i c s a n d

Concrete that shows great

potential for large-scale

additive manufacturing.

o t h e r c o m p o s i t e m a t e r i a l s are also b e i n g e x p l o r e d f o r t h e i r use in t h e B u i l t e n v i r o n m e n t , it is c o n c r e t e t h a t s h o w s g r e a t p o t e n t i a l f o r l a r g e - s c a l e a d d i t i v e m a n u f a c t u r i n g . C o n c r e t e P r i n t i n g t e c h n i q u e s a l r e a d y a l l o w f o r t h e r a p i d f a b r i c a t i o n o f l a r g e -scale s t r u c t u r e s w i t h m i n i m a l m a t e r i a l w a s t e , as a l r e a d y e x h i b i t e d b y W i n s u n a n d t h e f a b r i c a t i o n o f 1,100 S q m A p a r t m e n t s in J i a n g s u , C h i n a . W h i l s t t h i s d o e s i n d e e d a l l o w f o r t h e r a p i d f a b r i c a t i o n o f c o n c r e t e s t r u c t u r e s , m o s t e l e m e n t s p r i n t e d r e m a i n as 2 . 5 D r a t h e r t h a n 3 D . T h i s is d u e t o t h e f a c t t h a t e x t r u d e d m a t e r i a l m u s t b e s e l f - s u p p o r t i n g d u r i n g p r i n t i n g in o r d e r t o a v o i d c o l l a p s e , i m p o s i n g s o m e w h a t o f a g e o m e t r i c a l r e s t r i c t i o n . M o s t o t h e r p r i n t i n g m a t e r i a l s c a n o v e r c o m e t h i s b y p r i n t i n g a t e m p o r a r y s u p p o r t s t r u c t u r e , h o w e v e r t h i s is n o t t h e case w i t h f l u i d m a t e r i a l s s u c h as c o n c r e t e . I n s t e a d , a t e m p o r a r y s u r f a c e is p r o p o s e d as a m e a n s o f s u p p o r t t o p r i n t e d c o n c r e t e . T h e a d a p t a b l e m o u l d d e v e l o p e d at T U D e l f t s e r v e d as a m e a n s t o p r o v i d e s u c h a s u r f a c e . C o n s i s t i n g o f a s i l i c o n e s u r f a c e c o n n e c t e d t o a b e d o f a d j u s t a b l e p i n s , d o u b l e - c u r v e d s u r f a c e s c a n b e p r o d u c e d in a s i m i l a r f a s h i o n t o m i l l e d s u r f a c e s . T h e m a i n d i f f e r e n c e b e i n g t h a t n o m a t e r i a l w a s t e is g e n e r a t e d s i n c e n e w s u r f a c e s are d e f i n e d b y a d j u s t i n g t h e p i n - b e d . Prior t o t h e 4 T U P r o j e c t , t h i s s y s t e m w a s u s e d f o r c a s t i n g f r e e - f o r m c o n c r e t e p a n e l s . T h e c o m b i n a t i o n 3 D c o n c r e t e p r i n t i n g a n d a n a d a p t a b l e m o u l d r e s u l t e d in a h y b r i d m a n u f a c t u r i n g t e c h n i q u e c o n s i s t i n g o f t w o c o m p l i m e n t a r y f a b r i c a t i o n t e c h n i q u e s . T h r e e P o t e n t i a l areas o f research w e r e i d e n t i f i e d t h r o u g h t h i s c o m b i n a t i o n . Firstly, t h e p o t e n t i a l f o r f u l l y - p r i n t e d c o n c r e t e p a n e l s . For t h i s . It is p r o p o s e d t o use d i f f e r e n t i a l g r o w t h a l g o r i t h m s t o g e n e r a t e p r i n t p a t h s o v e r a n y g i v e n s u r f a c e . T h e s e c o n d p o t e n t i a l i d e n t i f i e d w a s t h e p r i n t i n g o f s t r u c t u r a l ribs f o l l o w i n g stress-lines t o p r o v i d e r e i n f o r c e m e n t t o p a n e l s . H o w e v e r , t h e c h o s e n t h e m e w a s a c o m b i n a t i o n o f 3 D P r i n t i n g a n d c a s t i n g c o n c r e t e . In t h i s , c o m p l e x g e o m e t r i e s are d e f i n e d b y p r i n t i n g a b o u n d a r y i n t o w h i c h c o n c r e t e is cast. T h e a d v a n t a g e t o t h i s a p p r o a c h is t h a t c o m p l e x , f r e e - f o r m c o n c r e t e p a n e l s can b e r e a l i z e d w i t h o u t t h e n e e d f o r c o m p l i c a t e d m o u l d i n g s y s t e m s .

Complex geometries are

defined by printing a boundary

into which concrete is cast.

Design Overview

In o r d e r t o s t u d y t h e p r o p o s e d m a n u f a c t u r i n g c o n c e p t , a shell s t r u c t u r e c o n s i s t i n g o f c o m p l e x i n t e r l o c k i n g g e o m e t r y vyas d e s i g n e d a n d p r i n t e d . T h e b a s i c p r i n c i p l e o f r e a l i z i n g t h e d e s i g n consists o f f i r s t c r e a t i n g a d i g i t a l m o d e l o f t h e s t r u c t u r e u s i n g p a r a m e t r i c d e s i g n t o o l s . Each i n d i v i d u a l p a n e l is t h e n d i g i t a l l y o r i e n t e d o n t o an a d a p t a b l e m o u l d a n d G - c o d e is g e n e r a t e d b y d i v i d i n g s p l i n e s t h a t d e f i n e t h e p e r i m e t e r o f t h e o b j e c t . O n c e t h e p h y s i c a l m o u l d is a d j u s t e d t o m a t c h t h e d i g i t a l m o u l d , t h e G c o d e is s e n t t o t h e p r i n t e r a n d t h e g e o m e t r y is p r i n t e d . Finally, concre'te is cast

i n t o t h e p r i n t e d s h a p e a n d left t o cure f o r 2 4 h o u r s a f t e r w h i c h it is d e m o u l d e d .

(5)

printing on non-planar surfaces

DESIGN VARIABLES AND

CONSTRAINTS

PHYSICAL LIMITATIONS OF

ADAPTABLE MOULD AND

PRINTER [END HAS

THICKNESS]

m a x i m u m m a x i m u m

INPUT RESULTS

CURVATURE

INPUT RESULTS

PANELLING

printing angle curvature

F o r n n - f i n d i n g p r o c e s s : u n d e r s t a n d i n g t h e l i m i t a t i o n s

FINAL FORM

: ;

DIGITAL MODEL OF GEOMETRY DEFINED USING RHINO

/GRASSHOPPER

IGEOMETRY ORIENTED ONTO; DIGITAL MODEL OF

ADAPT-ABLE MOULD. PHYSICAL MOULD ADJUSTED TO MATCH DIGITAL MODEL GCODE GENERATED USING GRASSHOPPER PRINTING EDGE ONTO

PHYSICAL MOULD

CONCRETE IS CAST INTO PRINTED BORDER USING

USUAL TECHNIQUE P r o d u c t c o n c e p t

Fabrication Process

B o t h t h e 3 D P r i n t e r a n d a d a p t a b l e m o u l d h a v e t h e i r o w n s e t o f p h y s i c a l l i m i t a t i o n s . T h u s , a n u m b e r o f v a r i a b l e s a n d c o n s t r a i n t s w e r e s e t b y s t u d y i n g t h e t w o t e c h n o l o g i e s . Firstly, t h e m a x i m u m s l o p e a n g l e o n w h i c h c o n c r e t e c a n b e p r i n t e d w a s f o u n d t o b e 4 0 D e g r e e s , a f t e r w h i c h m a t e r i a l h a d a t e n d e n c y t o curl u p a n d d i s t o r t . T h i s v a l u e w a s u s e d t o l i m i t t h e m a x i m u m c u r v a t u r e o f t h e f o r m - f o u n d shell s t r u c t u r e . D u e t o t h e p r i n t e r ' s i n c a p a b i l i t y t o p r i n t r i g h t a n g l e s , a m i n i m u m t u r n i n g r a d i u s w a s also d e t e r m i n e d a n d w a s u s e d t o g e n e r a t e t h e t e s s e l l a t i o n s f o r p r i n t e d g e o m e t r y . T h e e n d result is a 2.5 m x . 2 . 5 m shell w i t h a m a x i m u m s l o p e o f 3 5 d e g r e e s a n d m i n i m u m t u r n i n g r a d i u s o f 1 5 0 m m , c o n s i s t i n g o f a t o t a l o f 9 P r i n t - A n d - C a s t p a n e l s .

The end result is a 2.5m x

2.5m shell consisting of a total

of 9 Print-And-Cast panels.

In o r d e r t o h a v e a d e s i g n p r o c e s s w h i c h c o n s i s t s o f a s i n g l e f i l e f r o m d e s i g n t o f a b r i c a t i o n , a c u s t o m g - c o d e g e n e r a t o r w a s c r e a t e d u s i n g G r a s s h o p p e r 3 D . T h i s w a s also n e c e s s a r y b e c a u s e s l i c i n g t e c h n i q u e s u s e d in t r a d i t i o n a l a d d i t i v e m a n u f a c t u r i n g c o u l d n o t b e u s e d s i n c e a l a t e r - w i s e a p p r o a c h w a s n o t u s e d . I n s t e a d , t h e g e o m e t r y is d e f i n e d as a s p l i n e a n d is d i v i d e d i n t o a n u m b e r o f p o i n t s d e p e n d i n g o n c u r v a t u r e o f t h e c u r v e . T h e s e p o i n t s are t h e n e x p r e s s e d in t e r m s o f t h e i r r e l a t i v e c o - o r d i n a t e s a n d c o m m u n i c a t e d w i t h t h e P r i n t e r A n a d d i t i o n a l b e s p o k e s c r i p t w a s g e n e r a t e d t o t a k e i n t o a c c o u n t c o l l i s i o n s o f t h e Printer N o z z l e w i t h t h e S u r f a c e . T h i s w a s r e q u i r e d b e c a u s e p r i n t i n g w a s n o t d o n e p e r p e n d i c u l a r t o t h e s u r f a c e m e a n i n g t h a t t h e p h y s i c a l n o z z l e h a d a t e n d e n c y t o c o l l i d e w i t h s t e e p s u r f a c e s . T h e w a y t h i s w a s c o r r e c t e d w a s b y d e t e r m i n i n g t h e i n t e r s e c t i o n b e t w e e n t h e nozzle a n d s u r f a c e a t e v e r y c o - o r d i n a t e a n d r a i s i n g t h e p o i n t s u c h t h a t n o i n t e r s e c t i o n s o c c u r r e d . T h e c o r r e c t e d p r i n t p a t h is t h e n d e f i n e d b y i n t e r p o l a t i n g t h e r a i s e d p o i n t s w h i c h is t h e n c o n v e r t e d i n t o G - C o d e .

Final Structure

T h e f i n a l s t r u c t u r e is p r i n t e d in a s i n g l e p r i n t pass t a k i n g a p p r o x i m a t e l y 2 0 m i n u t e s t o c o m p l e t e as s h o w n in t h e i m a g e b e l o w . A f t e r t h e i n d i v i d u a l p a n e l s are p r i n t e d , p l a s t i c i z e r is m i x e d in w i t h p r i n t e d c o n c r e t e a n d cast i n s i d e t h e p a n e l s . T h e s e are l e f t t o c u r e f o r 2 4 h o u r s a n d d e m o u l d e d as a n i n v e r t e d shell s t r u c t u r e . T h i s is l a t e r t e m p o r a r i l y p r o p p e d u p a n d h e l d t o g e t h e r t h r o u g h m o r t a r j o i n t s .

Challenges and conclusions

T h e p r o j e c t w a s l i m i t e d t o a r e l a t i v e l y s m a l l 2.5 m X 2 . 5 m shell s t r u c t u r e a n d t h e g e o m e t r i e s p r i n t e d w e r e k e p t r e l a t i v e l y s i m p l e so as t o f o c u s o n r e f i n i n g t h e d e s i g n p r o c e s s . H o w e v e r , g i v e n t h a t t h e p h y s i c a l c o n s t r a i n t s o f t h e p r i n t i n g p r o c e s s h a v e b e e n e s t a b l i s h e d it is easily i m a g i n a b l e t h a t s c a l a b i l i t y a n d i n c r e a s e o f g e o m e t r i c a l c o m p l e x i t y can b e a c h i e v e d if b o u n d a r y c o n d i t i o n s are m a i n t a i n e d . M o r e o v e r , t h e p r o j e c t f o c u s e d o n c o m b i n i n g p r i n t i n g a n d c a s t i n g , h o w e v e r o t h e r d i r e c t i o n s s u c h as g e n e r a t i n g p r i n t p a t h s w h i c h f o l l o w stress-lines c o u l d s e r v e as f u t u r e areas o f research u s i n g t h e s a m e b a s i c d e s i g n p r o c e s s . D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y dr. i r R o e l S c h i p p e r , C h r i s B o r g C o s t a n z i M S c . E i n d h o v e n U n i v e r s i t y o f T e c h n o i o g y dr. i r F r e e k B o s , Z e e s h a n A h m e d M S c , R o b W o l f s M S c