De HiRes Concrete Slab die door een interdisciplinair team aan de ETH Zürich is ontwikkeld voor

DeHiRes Concrete Slab die door een interdisciplinair team aan de ETH Zürich is ontwikkeld voor het NEST-onderzoeksgebouw in de Zwitserse stad Dübendorf, waar de dunne, licht gewelfde funiculaire betonvloer is geïnstalleerd in een kantoorruimte van ongeveer 4 x 5 m in de HiLo-onderzoekseenheid van de ETH. De wetenschappers presenteerden een voorloper van deze geribbelde plaat op het Wereld Economisch Forum in Davos in 2019. Zij beweren dat deze bouwvorm een materiaalreductie van ongeveer 70% betekent ten opzichte van een standaard vlakke plaat. De truc zit hier in de structureel geoptimaliseerde plaatsing van de ribben aan de bovenzijde van de plafondplaat, die ca. 50 mm dik is. Bovendien heeft het plafond in het midden van de ruimte een stijging van ongeveer 275 mm. Langs de vier randen van de ruimte zijn naspandraden met een dikte van 12 mm in de vloer geïntegreerd, wat een verdere besparing van beton betekent.

De betonnen vloer werd ter plaatse gestort met behulp van 43 3D-geprinte, kleinschalige bekistingsonderdelen voor de bodemplaat. Deze werden gemonteerd op een licht gewelfd wafelrooster. Om de vloer te maken, combineerde het ETH-team drie digitale productieprocessen: het hout voor het wafelrooster werd met een laser gesneden en de bekistingselementen werden gemaakt met behulp van een bindmiddel-jet proces waarbij zand selectief wordt gestold door de toevoeging van een bindmiddel. Voor de kleinschalige ventilatiekanalen maakten de onderzoekers gebruik van een techniek die bekend staat als Fused Deposition Modelling (FDM). Bij FDM wordt een onderdeel opgebouwd in lagen van een vloeibaar thermoplastisch materiaal dat vervolgens uithardt.
© Andrei Jipa

In vergelijking daarmee is de vormmethode die wordt gebruikt voor de ribben van 50 tot 80 mm aan de bovenkant van de plaat aanzienlijk eenvoudiger. Blokken van CNC draadgesneden polyurethaanschuim dienen als bekistingselementen; deze blijven tussen de ribben als extra isolatie nadat de productie is voltooid.