金沢工大と鹿島、「セメント系3Dプリンティング」の共同研究を開始。環境配慮型コンクリートも活用

金沢工業大学と鹿島建設は、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を発表した。

今後、金沢工大キャンパス内に設置した「KIT×KAJIMA 3D Printing Lab」を拠点とし、両者の知見を活かしながら、3Dプリンティングによる環境配慮型コンクリートを適用した構造物の具現化に向けて研究を進めていく。

近年、3Dプリンティングが飛躍的に発展しており、土木・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。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・省力化が図れる利点がある。

研究開発拠点「KIT×KAJIMA 3D Printing Lab」を金沢工大キャンパス内に設置

両者の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。

土木・建設、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知見を持つ金沢工大と、施工の機械化・自動化に関する知見を持つ鹿島は、双方の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っていく。


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だ。

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していく。1立方メートルのCO2-SUICOM製品を3Dプリンティングで造形した場合、-18㎏の脱炭素に貢献できるという。

2022年4月1日には、金沢工大の「やつかほリサーチキャンパス」内に「KIT×KAJIMA 3D Printing Lab」を設立。両者で独自開発したノズルを装着したスイスABB社製のロボットアーム式3Dプリンターを設置し、試験製造をスタートする。