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大林組/3Dプリンターでの構造物構築にめど/繊維補強コンクリとの複合構造  [2019年8月30日3面]

3Dプリンターによる構築作業

製造中のシェル型ベンチ

 大林組は、3Dプリンター用の特殊モルタルと超高強度繊維補強コンクリート「スリムクリート」を一体化して構造物を造る技術を開発した。3Dプリンターで型枠を構築し、常温で硬化するスリムクリートを流し込むことで、引張力を十分に確保した構造物ができる。建築基準法などの手続きを経れば、実際の建築物に適用できると見ている。東京都清瀬市の技術研究所内で試験体の製造にも着手。セメント系材料を用いた3Dプリンターによる構造物として国内最大規模になるという。
 RC造など通常の構造物は、セメント系材料で圧縮力、鉄筋などの鋼材で引張力を負担している。3Dプリンターを用いる場合はモルタル系材料が主となるため、引張力の負担方法が課題となっていた。スリムクリートは超高強度鋼繊維を用いたモルタル材料。鉄筋などが無い状態で、圧縮強度が1平方ミリ当たり180ニュートン(N)、引っ張り強度は同8・8N、曲げ強度が同32・6Nを達成できる。
 スランプフローが600ミリ程度あるため充てん性に優れる。常温で硬化することも特徴だ。こうした特性を生かして3Dプリンターを用いた構造物に適用することにした。
 3Dプリンターのロボットアームとモルタル吐出ポンプを連動制御するシステムも構築しており自由な造形を実現できる。アーム長は約3・0メートルで大型の部材製造も可能。建設用素材などを扱うデンカ(東京都中央区、山本学社長)が開発した特殊モルタルを適用している。
 製造を開始した構造物は幅7メートル、奥行き5メートル、高さ2・5メートルのシェル型ベンチ。部材を12分割して製造し据え付ける。10月末に完成する予定。3Dプリンターでなければ実現できないような構造物を目指して、局面や中空構造を積極的に取り入れている。外力によるひずみが最小になるような構造を検討し、全体重量を半分に抑制している。
 大林組は、構造上の性能評価を受けて大臣認定を取得すれば、実際の建築物に適用が可能と見ている。まずは自社物件への適用を目指す。3Dプリンターを用いるような物件のニーズや、コスト削減方策などもさらに検討していく。

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