BranchOut

Bouw, interieurarchitectuur en productontwerp herontdekken hout als duurzaam materiaal. De vraag naar hout neemt toe, prijzen exploderen, de beschikbaarheid neemt af. Een van de gevolgen is de toenemende aandacht voor hoogwaardig gebruik van inheems hout uit de bosbouw en stedelijke gebieden. Toch blijft bij het kappen van bomen slechts 40% van het hout – de stam – daadwerkelijk behouden. De rest van het hout wordt in het bos achtergelaten (om bodemuitputting te voorkomen) of geoogst als houtsnippers. Dit omvat boomtakken en vorken, onderdelen waarvan de vezels op natuurlijke wijze zijn gerangschikt om een hoge structurele sterkte te bereiken.
Tegenwoordig kunnen geavanceerde technologieën zoals 3D-scannen, 6-assig frezen en andere productieprocessen met industriële robots nieuwe mogelijkheden bieden om takken en vorken in hun oorspronkelijke staat te gebruiken. Deze technieken kunnen helpen om de geometrische gegevens van deze boomdelen nauwkeurig vast te leggen, om hun structurele sterkte te berekenen en om het gebruik ervan in zo oorspronkelijk mogelijke staat mogelijk te maken.
Bij het HvA Robotlab wordt al jaren onderzoek gedaan naar slim scannen en bewerken van hout met industriële robots. In BranchOut wordt deze kennis gebruikt voor het scannen en bewerken van twee grote boomvorken, geoogst door partner Staatsbosbeheer. Aanvullend onderzoek wordt gedaan naar logistiek (transport, handling, opslag voor droging) en bewerking door expert partners Fijnhout resp. Visser. Stichting Hout Research levert kennis aan hoe het draagvermogen van boomdelen te bepalen.
De bevindingen worden gebruikt om hoogwaardige toepassingen te bedenken en de marktkansen van boomvorken en gesteltakken in te schatten. Indien veelbelovend, leidt BranchOut tot vervolgonderzoek, waaronder de ontwikkeling van specifieke digitale ontwerp- en verwerkingstools om het gebruik van niet-standaard vorken en takken te stroomlijnen en te optimaliseren, richting de constructie van een demonstratieproject.

Eindrapportage

BranchOut looks at how tree forks—natural branching points usually left as waste when harvesting trees—can be turned into useful construction elements. At present, these forks are often burned or chipped, even though their strong, continuous wood grain makes them structurally valuable. The challenge is that their irregular shapes are incompatible with standard building and wood-processing systems, including CNC machinery.

In collaboration with Staatsbosbeheer and Amsterdamsche Fijnhout, BranchOut explored how forks can be collected from forests and dried so they can be used in construction. Because no existing methods were available, this work created the first steps toward giving value to leftover branches. BranchOut tested basic harvesting and drying approaches and identified future research needs, such as studying the strength of forks so they can be used more reliably in construction.

To turn these irregular forms into building components, the research team, together with students, developed a robotic system that can shape forks with high precision. A robotic arm combined with a 3D scanner creates a detailed digital model of each fork. These models are collected in a digital library, where designers can explore how different forks fit together and plan constructions virtually before fabricating them. When it comes to fabrication, the system uses an external rotating base and custom clamps to hold and reposition each fork. This setup allows the robot to reach difficult angles and mill complex shapes, necessary for forking geometry.

The approach was tested with several prototypes—connecting different forks through custom timber connections. This experiment showed that even irregular natural shapes can be organized into repeatable systems. BranchOut demonstrates how robotics can transform leftover branches and suggests new ways to combine natural variation with existing construction methods.