2023年6月7日
大成建設株式会社
東レエンジニアリングＤソリューションズ株式会社

　大成建設株式会社（社長：相川善郎、以下「大成建設」）と東レエンジニアリングＤソリューションズ株式会社（社長：中野亮、以下「東レエンジＤ」）は、斜面や曲面、凹凸面など任意の形状に沿わせてコンクリート構造物を構築できる業界初の3Dプリンティング技術を共同で開発しました。本技術は、トンネルインバートの施工をはじめ建物の直接基礎や擁壁、断面補修といったコンクリート工事の施工法に革新をもたらす技術で、建設工事の省人化や工期短縮を可能とし、更なる生産性向上に貢献することができます。

　大成建設は、コンクリート構造物の新たな施工法として建設用3Dプリンティング技術「T-3DP®（Taisei-3D Printing）」の開発を進めてきました^※1。これまでに、3Dプリンタで製作した部材によるPC構造体の構築を実現したほか^※2、2022年には3Dプリンティング向けの環境配慮コンクリートを他社に先駆けて開発するなどの成果を上げています^※3。しかし、従来の3Dプリンティング技術は平滑な水平面上での造形を前提としており、適用可能な構造物の形状や施工法が限定されていました。斜面や曲面での造形を実現するには､プリンタヘッドが障害物などに衝突することなく対象面の形状変化に追随して移動可能なツールパス^※4(プリンタ経路＝プリンタヘッドがたどる経路をコード化したもの)を生成する技術と､斜面や曲面でも自立し安定性に優れた3Dプリンティング用コンクリート材料を開発する必要がありました。

　大成建設と東レエンジDは、これらの課題を踏まえて新たなコンクリート用３Dプリンティング技術を実現しました。東レエンジDは、樹脂・複合材料の成形シミュレーション技術^※5をベースとした樹脂用3Dプリンタ用シミュレーションソフト「3D TIMON®-AMSolution」（スリーディータイモン エーエムソリューション）をコンクリート向けに応用するとともに、今回新たに3次元形状データ処理技術を付加することで、斜面や曲面、凹凸がある場所での障害となる物や地形を自動認識し、プリンタヘッドが衝突を回避することができるツールパスの自動生成システムを新たに開発しました。
　さらに大成建設が開発した自立安定性に優れた3Dプリンティング用コンクリート材料と施工ノウハウを適用することで、これまで実現が困難であった斜面や曲面といった任意形状に対応可能な建設用3Dプリンティング技術の確立に成功し、難易度の高い施工を可能としました。

　本技術の特徴は以下のとおりです。

　今後、両社は、本技術を用いた施工時の品質、安全性、生産性について検証を重ね、様々な建設工事への適用に向けさらなる研究開発を進めてまいります。

1. ※1

   2018年12月10日公表 建設用3Ｄプリンタ「T-3DP（Taisei-3D Printing）」を開発

   https://www.taisei.co.jp/about_us/wn/2018/181210_4531.html
2. ※2

   2020年2月17日公表 国内初 建設用3Dプリンタで製作した部材でPC構造体を構築

   https://www.taisei.co.jp/about_us/wn/2020/200217_4882.html
3. ※3

   2022年12月19日公表 国内初 建設用3Dプリンティングに適用可能な環境配慮コンクリートを開発

   https://www.taisei.co.jp/about_us/wn/2022/221219_9183.html
4. ※4

   ツールパス
   3次元図形データ処理技術を活用して衝突箇所を自動認識することで、周辺地盤などの凹凸に対してプリンタヘッドの衝突を回避するプリンタの移動経路のこと

5. ※5

   成形シミュレーション技術：3D TIMON® / 3D TIMON®-AMSolution 　
   3D TIMONは、国内外で累計600社以上の導入実績があるプラスチック成形シミュレーションソフトウェア。自動車や電機・電子業界など様々な分野で課題解決に利用されている

   https://www.3dtimon.com/
   3D TIMON-AMSolutionは、樹脂3Dプリンタ分野向けに、造形後のそり変形などをシミュレーションできるソフトウェア
   https://www.3dtimon.com/product/am_solution.html