金沢工業大学と鹿島建設株式会社は、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。今後は、金沢工業大学内に設置した「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る。
3Dプリンティングの発展は目覚ましく、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。国内でも、複数の企業が研究開発に着手している。
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するもの。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一連の作業をデジタルで完結でき、人手がかかる従来工法に比べて省人化・省力化を図れる。このため、建設業界の喫緊の課題である技能労働者不足、生産性向上の解決策として、その効果が期待されている。
一方で、地球温暖化への対応が急務となっている今、セメントの製造過程において大量のCO2を排出する主要資材であるコンクリートは各機関においてCO2の削減や固定化が可能な環境配慮型コンクリートの開発が進められている。
今回の共同研究では、土木・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多くの知見を持つ金沢工業大学と、土木・建築の設計・施工技術やロボットなどを活用した施工の機械化・自動化に関する知見を持つ鹿島が両者の知見や技術を活かし、セメント系3Dプリンティングに関して多岐にわたる検討を行う。
3Dプリンティングに使用する材料には、鹿島らが開発した環境配慮型コンクリートCO2-SUICOMを適用する。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・固定化させてCO2排出量をゼロ以下にできる世界初の技術だ。例えば、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、-18kgの脱炭素に貢献できる。共同研究では、3Dプリンティングによる生産性向上に加え、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す。
4月1日には金沢工業大学のやつかほリサーチキャンパス内に研究拠点となる「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、試験製造を開始する。
今後、金沢工業大学と鹿島は、3Dプリンティングを建設分野に普及に向けて3Dプリンティングによる製作物を公共の場に設置し広く認知してもらうため、地方自治体とも連携した産官学での研究開発を進めていく。2023年度には、3Dプリンティングによる製作物を北陸地方の自治体の公共の場に設置することを目標としている。
参考：【金沢工業大学】金沢工業大学と鹿島がセメント系3Dプリンティングに関する共同研究を開始 ～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～
