The Barriers to 3-d Construction Printing a Cementitious Outer wall

The Barriers to 3-d Construction Printing a Cementitious Outer wall

Noordervliet, Norman (TU Delft Architecture and the Built Environment)

de Jong, Peter (mentor)
Koutamanis, Alexander (graduation committee)

Delft University of Technology

Architecture, Urbanism and Building Sciences | Management in the Built Environment

2019-06-16

English - Language (scroll down for Dutch) Various technologies in the domain of digital fabrication have been introduced in the construction industry to promote efficiency. This thesis provides a platform for reviewing 3-d construction printing technology. This thesis explored the barriers that make the adoption of 3-d printing technology in the construction industry difficult. The significance or effects of these barriers will be evaluated by assessing the positions and views of the study participants. These barriers include: • High costs of printer. • Immaturity of printing partners. • Unclear regulatory implications. • Inability to create larger structures. • High cost of printed structures. • Lack of commercial viability. • Lack of customer support. • Lack of sufficient successful examples. • Architect/designer unpreparedness. • Difficulty of transporting printers. • Technology interruption risk. • Need for expensive specialty materials. The three suggested problems climate change, depletion of natural resources and socio-economic factors are all considered important which is quite broad if not explained with a good point of 22 departure. However, the point of departure of this thesis is that it is about attributing to the solving of these 3 big problems (national and even world problems). And that scalability of a product and thus mass feasibility of 3-d printing is crucial for worldwide adoption and solving real-world issues instead of just creating a niche market for free-form architecture. When a product is highly scalable and brings real value, assumable big private (and even public) investments can be attracted if the product makes sense from an investor point of view. Therefore, 3-d construction printing really needs to add value on a larger scale and not just for a niche market on the longer term. It should be clear to see if big investments are worthy for 3-d construction printing. Besides, I wanted to learn how to research a new product for myself and on its potentials for providing a solution for important (world) issues. In short, there are potential new materials, there are barriers and I research the way how barriers can be discovered and potentially be overcome in the domain of digital fabrication, focusing on cementitious 3-d construction printing. The thesis was divided into different parts. The first section is an introduction from where the topic was introduced. The next part covered the research methods and more importantly, the techniques that were used to gather data and information from the study participants. From there, main research results were provided. Here, the results were divided into interview results and questionnaire results. Subsequently, a brief conclusion that summarized the main parts of the paper was be provided followed by possible recommendations. Dutch - Language Verschillende technologieën op het gebied van digitale fabricage zijn geïntroduceerd in de bouwsector om efficiëntie te bevorderen. Deze thesis biedt een platform voor het beoordelen van 3-d constructieprinttechnologie. Deze thesis onderzocht de barrières die het gebruik van 3-d printtechnologie in de bouwsector bemoeilijken. De betekenis of effecten van deze barrières zullen worden geëvalueerd door de posities en standpunten van de studiedeelnemers te beoordelen. Deze barrières omvatten: • Hoge kosten van de printer. • Onvolwassenheid van print partners. • Onduidelijke gevolgen met betrekking tot regelgeving. • Onmogelijkheid om grotere structuren te maken. • Hoge kosten van gedrukte structuren. • Gebrek aan commerciële levensvatbaarheid. • Gebrek aan klantenondersteuning. • Gebrek aan voldoende succesvolle voorbeelden. • Onvoorbereide architect / ontwerper. • Moeilijkheden om printers te vervoeren. • Technologieonderbrekingsrisico. • Behoefte aan dure speciaal materieel De drie gesignaleerde problemen klimaatverandering, uitputting van natuurlijke hulpbronnen en sociaal-economische factoren worden allemaal als belangrijk beschouwd, die vrij breed is als ze niet worden uitgelegd met een goed uitgangspunt. Het uitgangspunt van deze thesis is echter dat het gaat over het bijdragen aan het oplossen van deze 3 grote problemen (nationale en zelfs wereldproblemen). Daarmee is de schaalbaarheid van een product en de massale haalbaarheid van 3-d printen van cruciaal belang voor wereldwijde acceptatie en het oplossen van deze wezelijke problemen in plaats van alleen maar een nichemarkt te creëren voor vrije-vormarchitectuur. Wanneer een product zeer schaalbaar is en echt waarde oplevert, kunnen veronderstelde grote particuliere (en zelfs publieke) investeringen worden aangetrokken als het product vanuit het 8 oogpunt van de belegger logisch is. Daarom moet 3-d constructieprinten echt waarde toevoegen op een grotere schaal en niet alleen voor een nichemarkt op de langere termijn. Het moet duidelijk zijn om te zien of grote investeringen waard zijn voor 3-d constructieprinten. Bovendien wilde ik leren hoe ik een nieuw product voor mezelf kon onderzoeken en wat het potentieel is om een oplossing te bieden voor belangrijke (wereld) problemen. Kortom, er zijn potentiële nieuwe materialen, er zijn barrières en ik onderzoek hoe barrières kunnen worden ontdekt en mogelijk worden overwonnen in het domein van digitale fabricage, met de nadruk op cementgebonden 3-d constructie geprinte buitenwanden. Deze thesis is in verschillende delen verdeeld. De eerste sectie was de introductie van waar het onderwerp is geïntroduceerd. Het volgende deel behandelde de onderzoeksmethoden en, nog belangrijker, de technieken die werden gebruikt om gegevens en informatie van de onderzoeksparticipanten te verzamelen. Van daaruit werden de belangrijkste onderzoeksresultaten verstrekt. Hier werden de resultaten verdeeld in interviewresultaten en vragenlijstresultaten. Vervolgens werd er een korte conclusie gegeven met een samenvatting van de belangrijkste delen van het artikel, gevolgd door mogelijke aanbevelingen.

Digital fabrication
3-d construction printing
FLAM
Robotics
Algorithms

http://resolver.tudelft.nl/uuid:11fac9e6-1710-418e-83f0-46a7f0e31a7b

Student theses

master thesis

© 2019 Norman Noordervliet