竹中工務店、金属3Dプリンター製接合部を建築物の構造部材に世界初適用。型も治具も使わず、形の違う接合部をつくる

竹中工務店は、WAAM（Wire Arc Additive Manufacturing）方式による金属3Dプリンター製接合部を、公的な建設許可を受けた建築物の構造部材として、世界で初めて適用したと発表した（同社調べ、2026年10月時点）。

この金属3Dプリンター製接合部は、2027年国際園芸博覧会（GREEN×EXPO 2027）の同社グループ展示施設「竹中グループ くるくるく」の構造接合部として採用されている。

アーク溶接で金属を積層。複雑な形状を型なしで製作

WAAM方式の金属3Dプリント技術は、高温（約5,000〜20,000℃）で金属を溶かして接合するアーク溶接を利用し、金属を積層造形するものだ。

これにより、従来の製造方法では時間やコストを要した複雑な形状の構造部材を、型や治具を用いることなく製作できる。

また、設計データから直接製作できるため、多品種少量生産に適しているほか、製作工程における省人化や工程短縮にも寄与する。

さらに、最適化設計との組み合わせによる材料使用量の削減や、再利用鋼材の活用などを通じて、資源循環型社会への貢献も期待される技術だ。

同社は、昨年の廃レールをアップサイクルしたベンチに引き続き、建築構造部材への適用を目指して、WAAM方式の金属3Dプリンター製接合部の開発を進めてきた。

同一プロセスで異形状を製作、第三者機関の審査で安全性も検証

今回開発した接合部の特長は3つある。

形状の異なる接合部を効率的に製作

「竹中グループ くるくるく」の曲面屋根を構成する張弦梁では、設置箇所ごとに異なる形状の接合部が必要となる。

WAAM方式の金属3Dプリント技術を用いることで、これらの接合部を型や治具を用いることなく、同一の製作プロセスで効率的に製作した。

構造部材としての安全性の検証

第三者機関および指定確認検査機関による審査を受け、構造設計手法および品質管理方法の妥当性を確認した。

あわせて、材料試験や実寸部材実験、有限要素解析などを実施し、構造部材として必要な安全性を検証している。

照明機能との一体化

金属3Dプリントの高い造形自由度を生かし、接合部内部へ照明を組み込んだ。

構造部材と照明機能を統合することで、新たな空間演出を実現している。


竹中工務店は今回の適用で得られた知見を蓄積し、今後の第三者機関による材料認証の取得や適用範囲の拡大を計画する。