金沢工業大学と鹿島、セメント系3Dプリンティングに関する共同研究を開始

金沢工業大学は23日、鹿島建設とセメント系3Dプリンティングに関する共同研究を開始することに合意したと発表した。

ロボットアーム式3Dプリンター

近年、3Dプリンティングが飛躍的に発展している。建設分野では、主に海外で研究開発が進められ、セメント系3Dプリンティングにより住宅や歩道橋などが建設されており、国内でも、複数の企業が研究開発に着手している。セメント系3Dプリンティングはロボットアームの先端からセメント材料を吐出して積層しながら部材を製作するものであり、3Dデータを直接3Dプリンターに読み込ませることで、図面作成から部材製作までの一連の作業をデジタルで完結できる。そのため型枠組立、コンクリートの流し込みといった人手がかかる従来工法に比べて、省人化・省力化が図れる。こうしたことから建設業界の喫緊の課題である技能労働者不足、生産性向上の解決策として、その効果が期待されている。

一方、地球温暖化への対応が世界中で求められている中、その一因とされるCO2排出量の削減は建設分野においても急務になっている。特に主要資材であるコンクリートは、主な構成材料のセメントの製造過程において大量のCO2を排出するため、各機関においてCO2の削減や固定化が可能な環境配慮型コンクリートの開発が進められている。

このように、建設分野においては、国土交通省が推奨している建設業の省人化および生産性向上のための取組みである「i-Construction」における作業の機械化・自動化に加えて、環境負荷低減という新たな側面からの技術開発が求められている。

3Dプリンティングに関する検討項目は、最適な材料の選定やロボットの制御のほか、補強材の設置を含めた構造計算や、解析によるシミュレーションなど、多岐にわたる。
これに対し、土木・建築・機械だけでなく、電気・情報・景観計画といった広い分野において多くの知見を持つ金沢工大と、土木・建築の設計・施工技術や、ロボットなどを活用した施工の機械化・自動化に関する知見を持つ鹿島は、両者の知見や技術を活かしてセメント系3Dプリンティングに関する共同研究を行うこととした。

さらに、3Dプリンティングに使用する材料として、鹿島らが開発した環境配慮型コンクリートCO2-SUICOMを適用。CO2-SUICOMは、コンクリートの製造過程において大量のCO2を強制的に吸収・固定化させることによりCO2排出量をゼロ以下にできる世界初の技術になっている。これらの研究により、3Dプリンティングによる生産性向上に加えて、CO2-SUICOMによりカーボンネガティブを実現する画期的な施工技術の社会実装を目指す。