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3Dプリンターを建設業に活用する!期待されるメリット、懸念されるデメリットにも言及

新技術

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3Dプリンターのイラスト

ここ数年、3Dプリンターの市場規模が飛躍的に拡大。建設業界においても注目を集めています。

海外ではすでに、住宅や歩道橋、オフィスビルなどを3Dプリンターによって建設した実績も多数存在。今回は、そんな3Dプリンターの建設業界での活用にまつわる話題についてお届けしていきます。

建設業界における3Dプリンター

建設用の3Dプリンターは、建設資材を使用して部材の造形をおこないます。そのため、家庭用3Dプリンターのように、ボックスの中で細いノズルを使用して完成させることはできません。

例えば、自動車工場で使われるような、工業用ロボットアームの先端に太いノズルを装着し、モルタルや金属などの強度や耐久性に優れた建設材料を押し出して、積み重ねながら製品を作りあげていきます。その様子はとてもダイナミック。

既存の工法を革新する可能性をもった、建設業界における3Dプリンターの活用から、目が離せません。

3Dプリンターを建設業界でどう活用する?

建設業界における3Dプリンターの活用方法として、代表的なものは建築物の完成模型の製作です。しかし近年では、模型ではなく実物大の建造物それ自体を、3Dプリンターで造形する事業も活発におこなわれています。

ここでは、3Dプリンターを建設業においてどのように活用するのか、また活用によって期待されるメリットについて見ていきましょう。

再現性の高さ

3Dプリンターの最大の魅力は、「コンピューターで作成したデータを再現できる」という点です。これは、細かな作業が重視される建設プロセスにおいて、重宝される特徴であるといえます。

また、一般的な物づくりの現場では、部品と部品を組み合わせながら製品が作られます。しかし3Dプリンターを使用した物づくりでは、平面上に素材を映し、少しずつ高さという立体感を出しながら、徐々に形を作っていくという方法がとられます。

そのため、これまでは平面でしかわからなかった図面が、立体的にデータを理解できるようになり、図面が読めない人にとっても把握できるようになりました。

人材不足を補う

昨今、建設業界では人材不足が大きな問題となっています。そこで、活路を拓く可能性を秘めているのが、3Dプリンターです。

建築基準法で定められた基準をクリアすることができれば、3Dプリンターで建設作業をおこなうことが可能です。また、資材を積層させていくラインをきちんとプログラミングし、正しく使いこなすことができれば、建設の専門技術をもたない人でも施工をおこなえます。つまり、熟練した作業者の不足という問題の解決に直結するのです。

廃棄資材の削減

建設現場で生じる廃棄資材が削減されるというのも、建設用3Dプリンターに期待されるメリットです。

3Dプリンターで建設作業をおこなう場合、型枠などの廃材を減らすことができます。材料を平面上に吹きつけていくという方法によって製造をおこなうためです。

また、3Dプリンターの資材として廃棄物を活用するという場合もあります。環境面を考えた時に、3Dプリンターを活用した建設がとても優れたものであるということがいえるでしょう。

短時間での施工

3Dプリンターを使用することによって、施工のプロセスを大幅に短縮することが期待できます。ロシアでは、2017年に建設現場に3Dプリンターを持ち込み、たった1日で建屋を完成させてしまいました。

短時間での施工が可能になるといることは、災害時の仮設住宅の建設にも、その力を発揮できます。省エネルギー・省人の側面からも、迅速な施工には大きな需要があります。

3Dプリンターを建設業で活用する上で気がかりな点

ここまで、3Dプリンターを用いた建設には多くの利点があるということをお伝えしてきました。しかし、懸念されるポイントもいくつかあります。

規制の厳しい国では普及しづらい

3Dプリンターによる建設は、建築規制の厳しい国での普及はまだまだ難しいものであると言わざるを得ません。そのため、「とにかく安価に、たくさんの住宅を建てたい」というような、発展途上国の方が速く普及されるとも言われています。

特に耐震性についてなど、法規制が大きく関係してきます。まずは事例を積み重ね、3Dプリンターを用いて建設された建物が、地震などの自然現象にどれだけ耐えられるのかということが、今後の課題となるでしょう。

完成品に問題があることも

3Dプリンターで建設した建設物を見て、「あれ?」と感じる場面もあるかもしれません。素材に着色したり、表面の質感を工夫することはできそうですが、多少の「ツクリモノ」感を持つことは禁じ得ないのではないでしょうか。

しかし、デザインや外観、耐久性がよくなれば、多くの人に受け入れられるようになることは十分予想できます。大手住宅メーカーが、ローコスト住宅として売り出す日も来るかもしれません。

傾斜地・狭い土地での建設は難しい

現状の3Dプリンターの構造では、作業をおこなうのは広い土地であり、かつ傾斜のないところであるということが求められます。そのため、アメリカのような広大な土地をもつ国では、すぐに実現可能であるといえます。反対に、日本で3Dプリンターによる建設をおこなおうとすると、土地が広く使用できる郊外に限定されるのは確実です。

ただし、現状システムである「1対のアームがレールに沿って移動する」という仕組みが、技術の開発によって別の形になれば、狭小地・傾斜地でも対応することが可能になるでしょう。3Dプリンターの技術向上が、都市部での住宅建設を可能にするかどうかを左右するのです。

建設用3Dプリンターの活用は海外が先行

建設業における3Dプリンターの活用は、海外が先行しています。

フランス・パリでは、パリ・オリンピックに向けた計画の一環として、3Dプリンターを使って市内に歩道橋を建設することを発表。また、ドバイでは、3Dプリンターでオフィスビルを建設した実績もあります。すでにお伝えしたロシア、そしてアメリカやオランダ、中国においても、3Dプリンターを活用した建設プロジェクトの事例は枚挙にいとまがありません。

日本では、3Dプリンターを用いた住宅の建設はまだ認可されていません。しかし、この先3Dプリンターの技術が高まってくれば、そう遠くない未来に、さまざまなシーンで3Dプリンターによって建築物を完成させることが期待できるでしょう。

あとがき

今回は、3Dプリンターと建設業界を取り巻く話題についてお伝えしてきました。

3Dプリンターを建設業において活用することは、コスト削減・人材不足解消・環境保全につながる大きなポテンシャルを秘めています。

日本で実用化されているのは模型や建築物の見本、顧客へのプレゼンなどでの使用がほとんどです。しかし、各企業や研究機関では、実際の建設作業に3Dプリンターを用いるためのプロジェクトを進めています。

近い将来、住宅などの身近な建物のみならず、海底や宇宙においても、建設用3Dプリンターで施工をおこなう日が訪れるかもしれません。

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