3D printen met Nijmeegse rivierklei

Innovatief gebruik van een betekenisvolle grondstof
Fabrikaat x Omlab x archeologische dienst Nijmegen, de Universiteiten van Luik en Leiden

foto’s: Omlab en Fabrikaat

foto’s: Omlab en Fabrikaat

In 2020 hebben we de verbinding gelegd tussen archeologische vondsten uit Nijmegen-Noord en hedendaagse vormgeving, gebruikmakend van lokale rivierklei en de 3d printtechniek. De kenmerkende typografie van deze lokale vondsten uit de 6e-eeuw waren het vertrekpunt om de grenzen van de klei, in combinatie met de 3d printtechniek, op te zoeken. Dit onderzoek heeft geresulteerd in nieuwe inzichten over de bruikbaarheid van deze techniek voor hedendaagse vormgeving en een nieuw gebruik van lokale klei: een serie koffie- en theekoppen. Hieronder nemen we je mee in het proces. Wil je meer weten? Het uitgebreide verslag lees je hier.

 
WhatsApp Image 2020-12-22 at 11.51.06.jpeg
 
 
WhatsApp Image 2020-12-22 at 11.51.06 (2).jpeg
 

>> preview: espresso kopjes van 3d geprinte rivierklei

 

“3d printen is een nieuwe keramiektechniek geworden.”

 

Experiment : 3d printen met lokale rivierklei
Klei wordt al sinds de uitvinding van vuur gebruikt voor de vervaardiging van aardewerk en bouwelementen. Onze eerste onderkomens waren opgebouwd uit aarde, kookgerei en opslagcontainers – waarin vloeistoffen werden bewaard en vervoerd – werden er duizenden jaren lang van vervaar-
digd, en klei wordt sinds mensenheugenis gebruikt voor de creatie van puur decoratieve objecten.

De mogelijkheden voor het ‘maken’ met klei waren tot op heden beperkt; eeuwenlang is er gebruik gemaakt van gangbare technieken, zoals draaien, handvormen, persen
en gieten. Innovatieve technologie – het 3d printen met klei – maakt het nu mogelijk om klei op nieuwe manieren toe te passen. Deze techniek vergroot de ontwerpmogelijkheden
met klei enorm: via de digitale route kan alle denkbare input verwerkt worden tot een basis voor ontwerp.

 
Omlab x Fabrikaat_3D_20200403_8670.JPG
 
IMG_2891.jpg
 
 

Huub Looze van Biobased Makerslab Omlab (Arnhem) heeft in opdracht van Fabrikaat de mogelijkheden van het 3d printen met rivierklei onderzocht. Het printen met (rivier)klei zonder toevoegingen is vrij uitzonderlijk, terwijl het printen met ‘pure’, lokale klei een enorme meerwaarde kan hebben voor het bouwen aan een duurzame, nieuwe leefomgeving.

Printpasta van ‘rauwe’ klei
Huub is begin dit jaar gestart met de eerste stap in dit experiment: de rivierklei (nr. 18) te bewerken tot een geschikte print-
pasta. Fabrikaat levert de klei bij Omlab aan als een plastische massa, vergelijkbaar met de kneedbare klei zoals iedereen deze kent. Een bewerkelijk en fysiek proces; grote brokken klei worden fijngestampt tot poeder en opgelost in water.
Dan volgt een proces van mixen, zeven, drogen en kneden om tot een consistentie te komen die geschikt is voor verdere verwerking. Bijvoorbeeld om mee te draaien, om gietklei van te maken of om tot een pasta te verwerken voor de 3d printer.

De klei vroeg om een intensief testproces en aanpassing van de printer van Omlab. Na veel trial and error en een opgebouwd fingerspitzengefühl weet Huub inmiddels wanneer de substantie geschikt is om mee te printen. En kunnen we concluderen dat de Nijmeegse rivierklei 3d-printbaar is! Hier lees je meer over dit proces en de opgedane inzichten.

 
Nla14.01086AWH1_1_T1.png
 
 

Vormonderzoek : 6e-eeuws aardewerk als input
voor de 3d printer
Archeologische opgravingen uit Nijmegen-Noord – specifiek het recent blootgelegde Merovingische grafveld in Lent – dienen als vertrekpunt voor ontwerpend onderzoek met de 3d printtechniek. Met het aardewerk en de kenmerkende typologie van deze objecten uit de 6e-eeuw als uitgangs-
punt zochten we de mogelijkheden en de beperkingen van het printen met de lokale klei op en werkten we toe naar een nieuwe vormentaal.

In samenwerking met Fabrikaat is de typochronologie van aardewerk uit de 6e-eeuw geanalyseerd op bruikbare input voor de 3d printer.

 
Nla14.00793AWG1_1_T1-p1e8k0mb50nhaja4d3is7m5nv.png
 
 
Nla14.01357AWH1_1_T1-p1e8k0oqu2tfc1u0f17lb1337qhmgedraaid.png
 

Hier lees je meer over de typochronologische kenmerken van het Merovingische aardewerk en welke elementen input werden voor de 3d printer.

 

Het is één groot balansspel:
de eigenschappen van de printpasta, de printsnelheid,
de temperatuur en het lucht-
vochtigheidsgehalte zijn
allemaal van invloed.”

 
 
WhatsApp%2BImage%2B2020-05-18%2Bat%2B15.12.22.jpg
 
20200826_102845.jpg

Vormonderzoek op tafel
De driedimensionale vertalingen die dit experiment opleverde zijn de bron geweest voor hedendaagse ontwerp dat een link legt tussen de lokale historie en nu. Het spel tussen de input, en de mogelijkheden en beperkingen van de 3d printtechniek, heeft geleid tot een serie afgeleide drinkbekers. De combinaties tussen de overgangen van de bolling, de knik en de kraag, de depositie van de knik, en de asymmetrie van de met de hand opgebouwde potten zijn vertaald en serie van vijf koppen, voor espresso, koffie, cappuccino, thee en verse muntthee. Het vormonderzoek staat daarmee letterlijk op tafel.

 

Wetenschappelijk onderzoek :
nieuwe inzichten
Naast het proefondervindelijk experiment en vormonderzoek stond archeologisch en natuurwetenschappelijk onderzoek - uitgevoerd door archeologen - op de planning, om de opgedane inzichten in een wetenschappelijk kader te plaatsen. Kleimonsters van zo’n 25 locaties in Nijmegen-Noord, verzameld door Fabrikaat, zouden hiertoe als referentiemateriaal kunnen dienen. Dit onderdeel heeft vanwege de COVID pandemie grotendeels stilgelegen. Wel is hiermee een begin gemaakt op de Universiteit Leiden, waarover je hier meer kunt lezen. Zodra het weer mogelijk is wordt dit onderzoek voortgezet.

 
BABN_selectie_AWH_d.jpg
UCL_uitharden_slppl.JPG
Plagioklaas Veldspaat inclusie XPL

Plagioklaas Veldspaat inclusie XPL

Grote zandsteen inclusie XPL

Grote zandsteen inclusie XPL

BABN_meetopstellingXRF.JPG
 

Dit project is mede mogelijk gemaakt door het Mondriaanfonds | 2020