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建築分野における3Dプリンターの活用は、施工効率の向上やコスト削減、環境負荷の低減など、さまざまなメリットをもたらしています。
本記事では、具体的な事例を通じて3Dプリンター技術が建築プロジェクトにどのような革新をもたらしているかを詳しく解説します。これからの建築業界における、3Dプリンターの可能性を探求しましょう。
清水建設は、材料噴射型建設3Dプリント技術を開発し、有筋構造部材の自動造形を実現しました。従来の押出型3Dプリント技術では対応できなかった鉛直方向の鉄筋の配置が可能になり、建築基準法に適合した構造部材を迅速に製作できます。
実証実験では、高さ1.5mの柱をわずか2時間で造形し、従来工法と同等以上の強度を達成しました。結果としてコンクリートの型枠設置が不要になり、工期の短縮とコスト削減が実現しました。
材料噴射型3Dプリント技術では、ロボットアームを用いて鉄筋の側面から材料を噴射し、内部を充填します。このプロセスにより、高精度な鉄筋コンクリート構造を自動で製作可能です。
材料噴射型3Dプリント技術によりコンクリートの型枠設置が不要になり、施工効率が大幅に向上します。施工後の3Dスキャンで出来形の精度を確認し、高品質な仕上がりも保証します。
リクトは、建築関連業界に特化した住宅模型造形サービス「ハウジングプリント3D」を提供開始しました。
このサービスは、新築住宅やリノベーションプロジェクトの初期段階において、施主との具体的なイメージ共有を支援します。1/50、1/75、1/100のサイズで精密な住宅模型を提供し、初期商談の受注率向上を目指します。
「ハウジングプリント3D」は、図面やCGでは難しい具体的な提案内容を視覚的に伝えるため、施主とのコミュニケーションを強化します。結果として施主の理解が深まり、納得感が高まるサービスです。
住宅模型を用いて施主が提案内容を立体的に把握できるため、商談の成功率が高まります。初回注文時のキャンペーンも提供し、利用者の増加を図ります。
三井化学と郡家コンクリート工業は、3Dプリント技術を用いたポリオレフィン系樹脂型枠を開発し、意匠性の高いコンクリート製品の製造に成功しました。この技術は、従来の製法では困難だった複雑な形状や高い美的価値を持つコンクリート製品を実現します。
3Dプリントされた樹脂型枠は、高い形状保持能力と軽量性を持ち、従来の木製や金属製型枠に比べて取り扱いが容易です。そのため、設計の自由度が大幅に向上します。
再利用可能な樹脂型枠を使用し、コストを削減。環境負荷の低減にも寄与します。環境に配慮した建築プロジェクトの実現が期待できます。
3Dプリンター技術は、建築分野で革新的な進展を遂げています。材料噴射型3Dプリント技術は鉄筋コンクリートの型枠設置を不要にし、工期短縮とコストを削減。住宅模型造形サービスでは、施主との具体的なイメージ共有を促進し、受注率の向上に貢献しました。
ポリオレフィン系樹脂型枠の技術は、複雑な形状の意匠性コンクリート製品の製造を可能にしました。
これらの3Dプリンター技術は、高精度・高効率の施工や環境負荷の低減、プロジェクトの受注アップなど、多岐にわたるメリットを提供し、建築プロジェクトの質を向上させています。
また、3Dプリンター技術の普及により、建築分野だけでなく、他の産業への応用も見込まれています。
【目的別】商品開発・
製造を加速する
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Q. 建築用3Dプリンターで造形した壁は、そのまま建物の構造材にできますか？
A.
造形できることと、建築物に使用できることは別です。
構造上の役割、材料の強度、施工方法、検査方法に応じて適用できる基準や手続きを確認します。意匠部材か構造部材かを設計段階で分けてください。 まず荷重を負担する壁なのか、意匠や型枠として使うのかを区別します。構造材として検討するなら、接合部を含む性能、施工時の品質管理、適用する法規・確認手順を設計者と整理する必要があります。
Q. 建築分野では、模型と実物大の造形で何が違いますか？
A.
材料、装置規模、施工管理が大きく異なります。
模型は形状や配置の確認が中心です。実物大の部材では、積層間の品質、天候、現場搬送、他部材との接合まで計画する必要があります。 模型では縮尺による見え方が重要ですが、実物大では材料供給、積層の安定性、施工中の気象条件も影響します。比較するときは「模型で確かめたこと」が実施工の検証を代替しない点を明確にします。
Q. 3Dプリント建築の費用を比較するとき、何を含めますか？
A.
造形費だけでなく、設計変更、材料試験、後処理、現場施工まで含めます。
従来工法と同じ範囲で見積りをそろえ、型枠や仕上げの工程が実際に減るかを確認すると判断しやすくなります。 比較表では設計・材料試験・造形・運搬・据付・仕上げを同じ範囲で並べます。次に、従来工法で必要な型枠や現場作業が実際にどこまで減るかを工程表で確かめます。
次は、試作した部材の性能をどの方法で確認し、現場施工につなぐかを工程ごとに整理します。
外注待ちの長さ、ブレによるスピードの上げづらさ、大型・耐熱部品の作りにくさは、現場の生産性を下げます。 産業用（業務用）3Dプリンターを選ぶ際には、各課題解決に適した機能特徴を持つ製品を選ぶようにするとよいでしょう。ここでは、主な製造現場の課題別に、おすすめの製品を紹介します。
