Een unieke manier om te zitten dankzij KUKA robots en 3D-printing

Als KUKA robots meubels produceren, maken ze dan meubelmakers overbodig? Niet helemaal. In plaats daarvan voegen de 3D-geprinte zit- en bankmodules TWINE - ontworpen door HagenHinderdael in Londen - iets compleet nieuw toe aan de wereld van inrichting, techniek en recycling.

17 februari 2022

HagenHinderdael is een ontwerpstudio die in 2020 werd opgericht door Sofia Hagen en Lisa Hinderdael, beiden zowel architect als ontwerper. "Ons ethos is het in ere houden van traditioneel vakmanschap en altijd denken aan de levenscyclus van onze installaties", lichten ze toe. Beiden werken graag samen met plaatselijke ambachtslieden en met geavanceerde technologie om ideeën te realiseren die over de hele wereld zijn verzameld - Hinderdael komt uit België, Hagen uit Oostenrijk en beiden hebben al in meerdere internationale omgevingen gewerkt.

Lisa Hinderdael en Sofia Hagen voor de KR QUANTEC die gebruikt wordt om de grotere TWINE-elementen te printen © HagenHinderdael

Productie en ontwikkeling: Ziekenhuisafval als grondstof

"We kwamen op het idee voor TWINE toen Rossana Orlandi haar derde Guiltless Plastic-campagne lanceerde", meldt Sofia Hagen. Orlandi, een bekende galeriehouder uit Milaan, nodigt regelmatig kunstenaars en ontwerpers uit om hun projecten te tonen die de wereld van afval kunnen bevrijden. Zo kwam HagenHinderdael op het idee van TWINE. "We wilden dat onze meubels speels, comfortabel en duurzaam zouden zijn. En we wilden filamenten van Reflow gebruiken", voegt Sofia toe om hun creatieve ambitie te omschrijven. Reflow is een prijswinnende Amsterdamse sociale onderneming die kwalitatief hoogstaand, duurzaam 3D-printmateriaal, de zogenaamde filamenten, van gerecycled plastic afval produceert. De grondstof van TWINE, rPETG filament, is afkomstig van voormalige ziekenhuisbakjes.

Het 3D-meubilair wordt gemaakt van filamenten van Reflow, verkregen uit plastiek afval © HagenHinderdael

Een idee in 3D overtuigt

Elke TWINE-module is 1,06 meter lang en 50 centimeter hoog, met variërende breedtes van 30 of 45 centimeter. Dus je kunt er alleen op gaan zitten, om met familie en vrienden. Rossana Orlandi vond het idee voor dit project al geweldig toen het nog een ontwerp was, en TWINE werd finalist voor de RO PlasticPrize 2021. Wie deze prijs voor voorwerpen van gerecycleerd plastiek wint, haalt in heel Europa de voorpagina's. Daarom werd de TWINE-stoel naar Milaan gestuurd voor de feature showcase.

Wanneer robotica en additieve productietechnologieën elkaar ontmoeten, kan het resultaat er in korte tijd zo uitzien: een TWINE-element © HagenHinderdael

3D-printen in perfectie: Een industriële KUKA robot brengt ontwerpideeën van HagenHinderdael tot leven © HagenHinderdael

Kent het materiaal: Ai Build als ervaren partner

HagenHinderdael nam Ai Build in Londen, dat al vaker met Reflow-filamenten had gewerkt, onder de arm als hun fabrikant. Ai Build is een Software-as-a-Service bedrijf opgericht in 2015 dat “momenteel 20 mensen en 5 KUKA robots in dienst heeft”, laat COO Michail Desyllas weten. Zij werken voornamelijk voor Tier 1 bedrijven die actief zijn in de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie, de bouw, de scheepvaart en de energiesector. Maar ook onder architecten en ontwerpers is er een groeiende belangstelling, aldus Desyllas.

Duurzaamheid en esthetiek moeten gegarandeerd zijn – zonder menselijke tussenkomst

Het maken van stukken voor een tentoonstelling in Milaan was spannend en nieuw voor Ai Build. Volgens Desyllas was “de grootste uitdaging voor dit specifieke project de geometrie van de onderdelen en de gewenste esthetische afwerking. Dit betekende dat er geen steun was toegestaan”. Het 3D-printen moet modules opleveren die perfect zijn – zonder tussenkomst van de mens. Ai Build besloot dat een KR30 L16 (KR IONTEC serie) en een KR90 R2700 (KR QUANTEC serie) de klus zouden klaren, “omdat deze robots de reikwijdte hebben om de productie van deze onderdelen mogelijk te maken. Ze zijn ook volledig geïntegreerd met onze software, waardoor we de kwaliteit in realtime kunnen bewaken en defectmeldingen kunnen krijgen”, aldus Desyllas.

Complexe ontwerpen: Industriële KUKA robots en Ai Sync-software van Ai Build maken het 3D-printen van meubels die zowel sterk als esthetisch zijn mogelijk © Ai Build

Twee KUKA robots maken diversiteit in 3D mogelijk

Van de bestelling tot het afgewerkte meubilair duurde het minder dan twee weken. Omdat TWINE er net zo natuurlijk moest uitzien als golven aan het strand, bouwde Ai Build een mal in de vorm van een dubbel gekromd bed, waarin de 3D-geprinte mix kon afkoelen en uitharden. De kleinere elementen zijn gemaakt door de KR30 L16, de bredere door de KR90 R2700, beide uitgerust met een filament extrudersysteem. Dit systeem kan tot vier verschillende filamentstromen in verschillende kleuren verwerken, waardoor een gradiënt van transparanties mogelijk wordt.

KUKA-systeempartner Ai Build ontwikkelde een soort bed voor het proces. Het hete materiaal kan hierop stromen om uit te harden © Ai Build

Additieve productie: het belang van timing

Desyllas geeft toe dat het best lastig was om het verwarmde rPETG-filament laagje voor laagje op de mal aan te brengen: "Elke laag moet binnen een bepaald tijdsbestek worden aangebracht. Niet te snel na de eerste, om inzakken te voorkomen – en niet te langzaam, om hechtingsproblemen te voorkomen." Maar dankzij een goede voorbereiding en de ijver van de robots zijn ze erin geslaagd om esthetische, duurzame en comfortabele meubels te maken, die helemaal klaar zijn om op te zitten. Elk TWINE-element doorstond dus de kwaliteitscontroles, die volgens Desyllas werden uitgevoerd door "de software en het altijd waakzame oog van het camerasysteem op onze robots" Sofia Hagen en Lisa Hinderdael waren blij met het resultaat, stuurden TWINE naar Milaan en veroverden de harten van kunst- en designmeubelliefhebbers.

De toegepaste methodes met 3D-printer laten verschillende kleurencombinaties en kleurverlopen toe © HagenHinderdael

Gemaakt om de wereld rond te reizen

Hoewel TWINE de RO PlasticPrize niet heeft gewonnen, is de reis nog maar net begonnen. Eind september werd het onderdeel van de designshow "Planted" tijdens het London Design Festival van dit jaar. In maart 2022 zal TWINE te zien zijn in het Vorarlberger Architektur Institut in Oostenrijk. HagenHinderdael is klaar om TWINE arrangementen op maat te maken en te produceren voor kunstliefhebbers en zakelijke klanten over de hele wereld, wetende dat er op Ai Build en hun KUKA robots kan worden vertrouwd. De nieuwe TWINE elementen kunnen op maat worden gemaakt en zullen geprint worden door de Italiaanse KUKA partner Caracol-AM. "Zij gaan de meubels produceren met onze software, en Ai Build zal elk nieuw product in samenwerking met hen testen", aldus Michail Desyllas. En achter dit alles zit het idee van Lisa Hinderdael en Sofia Hagen om ziekenhuisafval nieuw leven in te blazen en te laten zien hoe mooi plastic kan zijn.

Individueel 3D-printen mogelijk: TWINE in KUKA Orange bestaat tot nu toe enkel in de ontwerpfase © HagenHinderdael

KUKA is onze partner sinds het begin. Met de reeks robots die ze hebben, konden we opschalen. De betrouwbaarheid en nauwkeurigheid van KUKA-robots is van cruciaal belang voor 3D-printen in grote formaten.

Michail Desyllas, COO Ai Build, Londen

Nieuwsbericht downloaden

Download PDF

Designmeubels van een reizende recyclingrobot

THE NEW RAW - de onderzoeks- en ontwerpstudio van een architectenduo gebruikt KUKA robots om plastic afval om te vormen tot meubels en andere voorwerpen.