ICTショベルを3Dプリンターに!岐阜大、施工総研らが吹き付けコンクリートで造形

2020年4月21日

管理人のイエイリです。

世界各地で建設用3Dプリンターによって建物や構造物を施工する技術開発が進んでいます。

日本はこの分野に出遅れていた感がありましたが、最近は日本独自の技術が続々と登場しています。

岐阜大学を筆頭とする研究開発グループが取り組んでいる「On-Site Shot Printer」という技術もその1つです。

その最大の特徴は、3Dプリンターとして

ナ、ナ、ナ、ナント、

ICTショベルを活用

したことなのです。(岐阜大学、施工技術総合研究所のプレスリリースはこちら

 

ICTショベルによる構造物のプリント造形実験(以下の資料:岐阜大学、施工技術総合研究所)

ICTショベルによる構造物のプリント造形実験(以下の資料:岐阜大学、施工技術総合研究所)

ICTショベルのバケットに取り付けた「ハイブリッド吹き付けシステム」によって壁を造形しているところ

ICTショベルのバケットに取り付けた「ハイブリッド吹き付けシステム」によって壁を造形しているところ

この技術は、岐阜大学のほか日本建設機械施工協会 施工技術総合研究所、住友大阪セメント、清水建設、NIPPO、丸栄コンクリート工業、エフティーエスなどをメンバーとするグループによって開発されました。

ICTショベルのバケットに「ハイブリッド吹き付けシステム」を取り付け、型枠を使わずにコンクリートを薄い層状に吹き付けながら壁などを立ち上げていくものです。

バケットの水平方向の動きは3Dマシンコントロールによって制御し、高さ方向は「オフセット機能」によって調整しました。

ハイブリッド吹き付けシステムは、建設分野で既に確立されているコンクリートの「乾式吹き付け」と「湿式吹き付け」の技術を組み合わせたものです。

材料を個別に搬送して造形用のノズルで混合吹き付けする「乾式吹き付け技術」によって材料の長距離輸送を可能としたほか、あらかじめ混合した材料をノズルから吹き付ける「湿式吹き付け技術」によって構造物の強度確保も行いました。

ハイブリッド吹き付けシステムのイメージ図

ハイブリッド吹き付けシステムのイメージ図

施工総研の構内で行った実験では、高さ約1mの壁のほか、

鉄筋が入った埋設型枠

の造形にも成功しました。

柱用埋設型枠の施工風景。吹き付けノズルは水平に向けている

柱用埋設型枠の施工風景。吹き付けノズルは水平に向けている

造形された高さ約1.5mの型枠(左)と高さ約1mの壁

造形された高さ約1.5mの型枠(左)と高さ約1mの壁

「On-Site Shot Printer」による埋設型枠の施工風景

造形した埋設型枠の点群データを計測しているところ

現在は埋設型枠の造形に利用する段階の開発を進めています(Phase1)。

今後は施工精度や施工管理システムを構築して橋台や橋脚、ケーソンなどの大型構造部材の造形に利用することを目指します(Phase2)。

さらに繊細な制御技術を確立し、床版や壁高欄などの橋梁上部工や付帯構造物などの造形にも利用できるように開発する目標も立てています(Phase3)。

3Dプリンターによる建物や構造物の建設では、引っ張り応力に抵抗するための鉄筋をどのように入れるのかが課題ですが、鉄筋かごにコンクリートを施して、埋設型枠にする方法は1つのソリューションになり

 
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