建設用3Dプリンティング技術の紹介
研究部 ロボット・Aiグループ
松浦 誠司
2023/9/6 先端建設技術セミナー

１．3Dプリンティング技術とは✓ ３D CADなどの3次元ソフトウェアで作成された3次元データを使用して3次元の物体を作成するための加工技術✓ スライスされた2次元の層を1枚ずつ積み重ねていくことによって、立体モデルを製作する✓ 製造業、医療業界等様々な分野で活用が拡大している。
✓ 3Dプリンターに使用される主な素材としては、プラスティック、金属、セラミック、バイオマテリアルなどが挙げられる。

2023/9/6 先端建設技術セミナー

1２．建設用3Dプリンティング技術✓ コンクリート工は、鉄筋の配筋、型枠の設置撤去、コンクリートの打設などの作業に人手を多く要し、生産性向上が十分に図られていない。

他産業で活用が拡大し、普及が進んでいる3Dプリンティング技術
がコンクリート工に適用• コンクリート工の構造、設計、施工、安全等が飛躍的に改善され、コンクリート構造物の生産システムに革命的な変化をもたらすことが期待される
2023/9/6 先端建設技術セミナー2２．建設用3Dプリンティング技術
先端建設技術センターと建設用3Dプリンティング技術の関わり
業務名 ：コンクリート工の生産性向上に向けた品質管理等に関する検討
業務

発注者 ：国土交通省 国土技術政策総合研究所
業務内容：3次元プリンタによる造形物の品質管理手法に関する検討
3種類の3Dプリンティング技術について下記項目を実施
・積層体の強度特性の把握
・積層体間の接着状態の品質への影響整理
・表面の出来栄え評価に関する整理2023/9/6 先端建設技術セミナー

3２．建設用3Dプリンティング技術
主な仕様
使用材料
✓ セメント系の材料を使用
3Dプリンティング方式✓ 材料押出、材料噴射、その他位置決め方法✓ ロボットアーム、ガントリー、パラレルリンク
2023/9/6 先端建設技術セミナー

4２．建設用3Dプリンティング技術

出典
小川洋二：日本における3Dプリンティングの現状紹介Ⅰ～材料について 建設用3D プ
リンティング技術最前
線と将来展望に関するワークショップ
配布資料
2021 年3 月2 日
3D プリンティングによるコンクリート構造物構築に関する研究委員会（公益社団法人 日本コンクリート工学会）

2023/9/6 先端建設技術セミナー

5２．建設用3Dプリンティング技術

出典
小川洋二：日本における3Dプリンティングの現状紹介Ⅰ～材料について 建設用3D プ
リンティング技術最前
線と将来展望に関するワークショップ
配布資料
2021 年3 月2 日
3D プリンティングによるコンクリート構造物構築に関する研究委員会（公益社団法人 日本コンクリート工学会）

2023/9/6 先端建設技術セミナー

6２．建設用3Dプリンティング技術

出典
小川洋二：日本における3Dプリンティングの現状紹介Ⅰ～材料について 建設用3D プ
リンティング技術最前
線と将来展望に関する
ワークショップ
配布資料
2021 年3 月2 日
3D プリンティングによるコンクリート構造物構築に関する研究委員会（公益社団法人 日本コンクリート工学会）

2023/9/6 先端建設技術セミナー

7

２．建設用3Dプリンティング技術

出典
小川洋二：日本における3Dプリンティングの現状紹介Ⅰ～材料について 建設用3D プ
リンティング技術最前
線と将来展望に関するワークショップ配布資料
2021 年3 月2 日
3D プリンティングによるコンクリート構造物構築に関する研究委員会（公益社団法人 日本コンクリート工学会）

2023/9/6 先端建設技術セミナー

8

３．各社技術の紹介
セメント系材料を用いた3Dプリンティング技術✓ 3Dプリンティング技術を保有する6社に資料提供を依頼✓ 主に下記内容について調査を実施
プリンタ装置•3Dプリンティングの方式、位置決め方式、ノズル形状・寸法
使用材料•材料、繊維の有無、凝結調整方法
積層体材料の製造（練混ぜ）方法•練混ぜ方法、ミキサ仕様、積層体の幅・厚、造形速度
実績
今後の展望
2023/9/6 先端建設技術セミナー

9

３．各社技術の紹介• 3Dプリンティング技術を有する6社に情報の提供を依頼①曾澤高圧コンクリート
②大林組
③清水建設
④大成建設
⑤Polyuse⑥前田建設工業（五十音順）

2023/9/6 先端建設技術セミナー

10

３．各社技術の紹介①曾澤高圧コンクリート

2023/9/6 先端建設技術セミナー

３．各社技術の紹介 ①曾澤高圧コンクリート
プリンティング方式✓ 材料押出方式

プリンタ装置✓ ロボットアーム、ガントリー+ロボットアーム
プリンタ装置寸法✓幅2380mm、奥行き2220mm、高さ1250＋1750mm
ノズル可動範囲✓半径3.2m
2023/9/6 先端建設技術セミナー

12

３．各社技術の紹介 ①曾澤高圧コンクリート
ノズルの形状、寸法✓ ラウンドタイプ（円）、直径20mm
ノズル動作の精度✓ 1mm（ロボットとしては0.1mm）
造形物の精度✓ ±5mm2023/9/6 先端建設技術セミナー

13

３．各社技術の紹介 ①曾澤高圧コンクリート
積層体材料のフレッシュ性状確認方法✓ ノズルから排出された材料がフローすることなく、積みあがったらプリントを開始
積層体の幅と厚さ✓ 幅50mm、厚さ20mmまたは12.5mm
造形速度✓ 200mm/s：厚さ20mmの場合✓ 320mm/s：厚さ12.5mmの場合
許容積重ね時間✓ 5分程度
2023/9/6 先端建設技術セミナー

14

２．各社技術の紹介 ①曾澤高圧コンクリート

2023/9/6 先端建設技術セミナー

プリント状況

15２．各社技術の紹介 ①曾澤高圧コンクリート

2023/9/6 先端建設技術セミナー

プリント状況（近接）16

３．各社技術の紹介 ①曾澤高圧コンクリート
積層体材料✓ CyBe Construction社（オランダ）製✓ 促進剤入りのプレミックス材 繊維無し
凝結の調整
✓ 遅延剤で調整
練り混ぜ方法✓ 連続練りミキサ製造量✓ 最大700L/時間
強度特性✓ 圧縮強度40N/mm2
2023/9/6 先端建設技術セミナー

17

３．各社技術の紹介 ①曾澤高圧コンクリート
実績
NO 都道府県

実施月

分類

発注者

現場名称

プリント物

1

北海道 2019/09 公共 旭川市 公園みどり課

カムイの杜公園施設整備工事

基礎石用型枠2

北海道 2019/10 公共 北竜町

北竜町やわら保育園建設工事

基礎石用型枠3456

北海道 2020/3 公共 北海道開発局営繕部
北海道 2020/09 民間 會澤高圧コンクリート㈱北海道 2020/09 民間 會澤高圧コンクリート㈱茨城県 2021/10 民間 日揮グローバル㈱7北海道 2022/03 公共

8 北海道
9 北海道
10 千葉県11 北海道2022/032022/072022/122022/11

公共民間
民間
公共

2023/9/6 先端建設技術セミナー

ベンチ
非構造壁
トイレ
基礎ブロック

社会資本整備総合交付金事業 発寒いこ
札幌市
ベンチ
い公園再整備工事
北海道開発局札幌開発建設部 一般国道452号 三笠市桂沢改良工事 ブロックディマシオ美術館
宿泊棟
東日本旅客鉄道㈱太海駅本屋改築他工事
ベンチ
入志別川広域河川改修工事
調整ブロック18

2023/9/6 先端建設技術セミナー

実績 ディマシオ グランピング ビレッジ

19

３．各社技術の紹介 ①曾澤高圧コンクリート
実績
ディマシオ
グランピング ビレッジ

2023/9/6 先端建設技術セミナー

20

３．各社技術の紹介 ①曾澤高圧コンクリート
３Dプリンタの活用目的✓ 発注者の想いにカタチを与え唯一無二の建築価値を共創する
新事業✓ 洋上風力の型枠として将来の展望✓ サーキュラー建築：平屋住宅を印刷したのち一定期間で解体し、その材料を再び印刷材料として使用する✓ 洋上風力の型枠：ドローンにプリント機構を取り付け飛ばしながら印刷を行う
2023/9/6 先端建設技術セミナー

21

②株式会社大林組

大林組の3Dプリンターの開発経緯

・2014年 研究所の次世代技術探索のひとつとして、机上検討を開始
・2017年 3DP用モルタルの開発と小規模部材の製造を開始（モルタルアーチ橋）
・2019年 引張力を負担する要素として、スリムクリートを導入（シェル型ベンチ）・2022年 国内初の建築確認を取得した建築物として建設を開始

モルタルアーチ橋（2017）

シェル型ベンチ（2019）

3Dプリンター実証棟（3dpodTM）（2022）23

大林組の3Dプリンターの概要●３Ｄプリンターの概要
・ロボットアーム型を使用
・小型３Ｄプリンター（アーム長さ約1.0m）、大型３Ｄプリンター（アーム長さ約3.0m）
・モルタルの圧送は、圧送時の脈動の無いスネークポンプを使用●３Ｄプリンティング材料（３Ｄプリンタ用モルタル）
・プレミックスモルタル（硬化促進剤、チキソ性調整剤、有機繊維を混合）・凝結遅延剤を用いて、硬化速度を調整して使用・圧縮強度50N/mm2、曲げ強度4.0N/mm2程度

・パン型ミキサで練混ぜ
24

モルタルアーチ橋の製作（2017）

・小型３Ｄプリンター（アーム長さ約1.0m）でモルタルブロックを製作
・圧縮応力が支配的なアーチ橋を製作

モルタルブロックアーチ橋

25

シェル型ベンチの製作（2019）●シェル型ベンチの概要
・複合構造の実証として2019年に製造
・３Ｄプリンターで製造された構造物としては、当時、国内最大規模

3Dモデル

現物
26

シェル型ベンチの製作（2019）●部材の製作状況
・外形を3DP用モルタルで製造し、内部にＵＦＣを充填
3DP用モルタル
ＵＦＣ
3DP用モルタル①3DP用モルタルで外形を製造する②隙間にＵＦＣを充填する

27

シェル型ベンチの製作（2019）28

3Dプリンター実証棟（3dpodTM）の建設（2022）

・3DPモルタル製の打込み型枠にUFCを充填する構造形式を用いた建築物
・日本建築センターの性能評価（法20条）を受け、国土交通大臣認定を取得
・壁は、オンサイトプリント、床は、プレキャスト製デッキとして、敷き並べた後に、上部にUFCを打設する ⇒地上構造物の全てに3Dプリンター製の部材を使用

外観パース

内観パース
29

3Dプリンター実証棟（3dpodTM）の建設（2022）

3dpodの建設記録（動画）30

3Dプリンター実証棟（3dpodTM）の建設（2022）

31

3Dプリンター実証棟（3dpodTM）の建設（2022）32

おわりに・大林組のセメント系材料を用いた3Dプリンターの開発状況等についてご紹介した・引張力の負担方法について、超高強度繊維補強コンクリート（スリムクリート）を用いた工法を開発し、建築基準法に準拠した建築物（3dpod）を建設した
・今後は、本工法の展開やその他の3DPによる建設技術の開発を進めていく予定⇒現在、土木分野での適用検討（プレキャスト杭など）も進んでいる

3Dプリント

鉄筋かご組立コンクリート打設

プレキャスト杭の製造完成
33

３．各社技術の紹介③清水建設

Copyright 2023 Shimizu Corporation

３．各社技術の紹介③清水建設

プリンティング方式✓ 材料押出方式

プリンタ装置✓ ロボットアーム型：高精度プリントが可能、最大造形サイズ6m✓ ガントリー型：幅20mの大規模造形物を一括プリント可能

Copyright 2023 Shimizu Corporation35

３．各社技術の紹介③清水建設

プリンタ装置：ロボットアーム型
最大造形幅

✓6m

Copyright 2023 Shimizu Corporation

36

３．各社技術の紹介③清水建設

プリンタ装置：ガントリー型
プリンタ装置寸法✓25m×7.2m×12.5m
ノズル可動範囲✓20m×4.5m×4.3m

Copyright 2023 Shimizu Corporation

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３．各社技術の紹介③清水建設

積層体材料のフレッシュ性状確認方法✓ フロー試験、空気量、温度
積層体の幅と厚さ✓ 幅30～100mm、厚さ5～10mm（ノズル交換で変更できる）
造形速度✓ 最大150mm/s
造形物の出来形精度✓ ±5mmCopyright 2023 Shimizu Corporation38

３．各社技術の紹介

Copyright 2023 Shimizu Corporation③清水建設

プリント状況39

３．各社技術の紹介

Copyright 2023 Shimizu Corporation③清水建設

プリント状況（近接）40

３．各社技術の紹介

③清水建設

積層体材料
✓ 清水建設専用の配合、PE繊維混入
強度特性（実績値）✓ 圧縮強度 110N/mm2、曲げ強度 14N/mm2
耐久性（各種耐久性試験結果等）✓ 表層透気試験、表面透水試験、塩水浸せき試験、促進中性化試験、凍結融解試験の結果、従来RCと同等以上の耐久性

Copyright 2023 Shimizu Corporation

41

３．各社技術の紹介③清水建設

実績（実際に供用されている構造物）✓ 豊洲MiCHiの駅：柱部材の型枠✓ ミチノテラス豊洲：ベンチ✓ 土木現場：柱基礎の型枠✓ 潮見ｲﾉﾍﾞｰｼｮﾝｾﾝﾀｰ：壁部材の型枠✓ 潮見ｲﾉﾍﾞｰｼｮﾝｾﾝﾀｰ：屋根構造

Copyright 2023 Shimizu Corporation

42

豊洲MiCHiの駅

Copyright 2023 Shimizu Corporation

2021年1月

43

実績 ディマシオ グランピング ビレッジ
Copyright 2023 Shimizu Corporation44

ミチノテラス豊洲

2021年9月[意匠性の自由度向上]：
人間工学に基づくデザインを低コストで実現
Copyright 2023 Shimizu Corporation

45

土木現場

2021年12月

3.6m• [生産性向上] ：当該箇所の工期を6割短縮• [環境負荷低減]：型枠不要の施工 ⇒ 廃棄物削減
日経コンストラクション 2022年5月号
Copyright 2023 Shimizu Corporation46

潮見イノベーションセンター（仮称）

壁状柱

2022年8月

20m

オンサイト化
幅20mの壁状柱の型枠を施工場所でそのまま“印刷”
Copyright 2023 Shimizu Corporation47

潮見イノベーションセンター（仮称）駐車場屋根

2023年4月

適用のポイント① 3Dプリンタで構造体そのものを直接印刷② 3Dプリンタによる梁部材の製造方法を確立
し、従来RCと同等以上の構造性能を実証

Copyright 2023 Shimizu Corporation48

３．各社技術の紹介③清水建設

３Dプリンタの活用目的✓ 生産性向上・省人化：型枠工の省略、施工の自動化による✓ 意匠の自由度向上：型枠の省略、デジタル施工による✓ 工期短縮：施工の自動化、型枠工の省略による✓ 部材の軽量化：構造最適化による✓ 環境負荷低減：材料使用量の削減、型枠の省略による

Copyright 2023 Shimizu Corporation49

建設分野における3Dプリンティング
技術について大成建設（株）
技術センター50

開発実績 （2015～18年）
2015 3DP用モルタルの開発

流動性

積層性

形状追随性

一体性

2016

小型3Dプリンタの開発

2018 プリンタの大型化，意匠部材・展示品の製作
1.3m

特殊ノズル
スクイーズ
ポンプ

1層1o回転30cm

鉄筋挿入位置

40cm

制御用PC

材料投入
ホッパー

51

開発実績 （2019～21年）
2019-20 トポロジー最適化手法を用いた橋の設計・施工

2021 埋設型枠として柱に適用，デモ橋脚の耐震性能の確認

照明と排水機能を有する柱デモ橋脚
構造実験で性能確認

52

開発実績 （2022～23年）
2022

環境配慮3DP材料の開発とエコベンチの製作・現場適用
当社標準型

80%減

セメント・ゼロ型（天然起源の炭カルを使用）
カーボンリサイクル型

マイナス-20
CO2排出量収支ゼロのエコベンチ を実現

2023（回収したCO2から製造した炭カルを使用）

020
4060
CO2排出割合（%）

80

100

斜面や曲面，凹凸面に施工可能な3DP技術の開発

模擬地盤（10cm程度の凹凸）

53

PCデモ橋の製作ビデオ

54

3DPで外殻を構築したデモ橋脚
幅25mm×2列
円形鋼製プレート
トルク固定方式
デモ橋脚

3Dプリンティング
材料
10本
トルク固定方式

L15mm,Φ0.3mm
円形鋼製プレート

ビニロン繊維（2.5Vol.%）
55

３．各社技術の紹介⑤Polyuse

2023/9/6 先端建設技術セミナー

３．各社技術の紹介⑤Polyuse

プリンティング方式✓ 材料押出方式
プリンタ装置✓ ガントリー✓ 幅3040mm
×奥行き2650mm
×高さ2100mm
ノズル可動範囲✓幅2390mm
×奥行き1885mm
×高さ1960mm
2023/9/6 先端建設技術セミナー

57

３．各社技術の紹介⑤Polyuse

ノズルの寸法✓ 内径15mm
造形物の出来形精度✓ 水平：±15mm 垂直：±5mm

2023/9/6 先端建設技術セミナー

58

３．各社技術の紹介⑤Polyuse

積層体材料のフレッシュ性状確認方法✓ 先端より吐出された材料のベーンせん断試験により所定値の範囲内に収まることを確認✓ 材料開発時にはモルタルフロー等での確認も実施✓ 材料ごとにミキサーの圧力計で規定の範囲内に収まることを確認
積層体の幅と厚さ✓ 幅25～40mm、厚さ5～15mm

造形速度✓ 30～200mm/s（造形物の大きさにより多少前後）
許容積重ね時間✓ 最大30分（推奨時間10分以内）※コールドジョイントを許容する場合は表記の時間に限らずとも可能
2023/9/6 先端建設技術セミナー592023/9/6 先端建設技術セミナー

実績 ディマシオ グランピング ビレッジ

60

2023/9/6 先端建設技術セミナー

実績 ディマシオ グランピング ビレッジ

61

３．各社技術の紹介⑤Polyuse

積層体材料✓ 3DP用プレミックスモルタル「POLYMO-HP」(株)Polyuse社
製✓ ポリプロピレン繊維混入※POLYMO-HPを主として使用しているが、用途に応じて複数の材料配合の使用が可能

凝結の調整✓ 練り上がり温度、水量調整

2023/9/6 先端建設技術セミナー

62

３．各社技術の紹介⑤Polyuse

練り混ぜ方法✓ 連続バッチ練り方式✓ ミキサ容量45L✓ 製造量 0.9 m³/時間（連続動作時）

2023/9/6 先端建設技術セミナー

63

３．各社技術の紹介⑤Polyuse

強度特性✓ 圧縮強度46.5N/mm2 、曲げ強度7.1N/mm2 、引張強度3.33N/mm2
耐久性（各種耐久性試験結果等）✓ 中性化、乾燥収縮、凍結融解、耐摩耗性について確認済み

2023/9/6 先端建設技術セミナー

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３．各社技術の紹介⑤Polyuse

実績等✓ 国内初の建築確認申請の許諾を取得した建築物の施工（2022年2月）✓ 国内最多の施工実績がある✓ 国内20を超える都道府県にて施工実績あり✓ 国土交通省、地方自治体、民間発注機関など幅広い発注工事に適応済

2023/9/6 先端建設技術セミナー

65

３．各社技術の紹介⑤Polyuse

実績等
国道24号河原町十条交差点
電線共同溝工事(発注者：国
土交通省近畿地方整備局)
交差点部に位置する曲線の歩車道境界ブロック（縁石部材）を床掘りした空間内に建設用３Dプリンタを設置し、施工箇所に直接造形

2023/9/6 先端建設技術セミナー

国内初のオンサイトプリンティング

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３．各社技術の紹介⑤Polyuse

実績等

国内初の建築確認申請の許諾を取得した建築物の施工（2022年2月）
事前に製造した３Dプリンタ部材を、現地で組立

国内初10㎡以上の建築物施工
2023/9/6 先端建設技術セミナー

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３．各社技術の紹介⑤Polyuse

３Dプリンタの活用目的✓ 現場施工を実現し、職人にしかできない現場に職人を配置することによる担い手不足の解消。
✓ 一つの現場にかかる時間を削減し年間で実行できる施工案件数を増加させることによるインフラ維持。
技術課題✓ 廉価材料の開発✓ 材料のフレッシュ性の修正をミキサーの手動操作行っている

2023/9/6 先端建設技術セミナー

68

３．各社技術の紹介⑤Polyuse

改善の余地✓ 現在使用している材料（POLYMO-HP）より低コストだが必
要十分な強度をもつ新材料を実用段階に移行中✓ マニュアル→自動化で少人数化かつ、より安定した造形を実
現2023/9/6 先端建設技術セミナー

69

３．各社技術の紹介⑤Polyuse

将来の展望✓ 国内でのコンクリート構造物の施工において旧来の型枠職人による現場打ち工法は人手不足により事実上の時限爆弾となっているため、今度代替手法としてプレキャストに加えて異形形状のコンクリート構造物施工の手法として普及を促進していく想定✓ 建築においても３Dプリンターによる提供価値の高いケースにおいて積極的に建設物へも適応する技術を提供していく想定2023/9/6 先端建設技術セミナー

70

３．各社技術の紹介⑥前田建設工業

2023/9/6 先端建設技術セミナー

２．各社技術の紹介 ⑥前田建設工業
プリンティング方式✓ 材料押出方式
プリンタ装置✓ ロボットアーム✓ ガントリー2023/9/6 先端建設技術セミナー

72

３．各社技術の紹介⑥前田建設工業

ロボットアーム方式
プリンタ装置寸法✓高さ 約3m、平面 約5m角

ノズル可動範囲✓3,700×3700×H3,300mm

2023/9/6 先端建設技術セミナー73３．各社技術の紹介⑥前田建設工業

ガントリー方式

プリンタ装置寸法✓高さ 約2.5m、平面 2～3m角

ノズル可動範囲✓1,000×450×H900mm

2023/9/6 先端建設技術セミナー

74

２．各社技術の紹介 ⑥前田建設工業

プリンティング状況（ガントリー方式）
2023/9/6 先端建設技術セミナー

プリンティング状況（ロボットアーム方式）
75

２．各社技術の紹介 ⑥前田建設工業

2023/9/6 先端建設技術セミナー

76

３．各社技術の紹介⑥前田建設工業

積層体材料のフレッシュ性状確認方法✓ テーブルフロー／スランプ試験✓ 空気量試験
積層体の幅と厚さ✓ 積層幅：30～80mm程度・積層厚：5～15mm程度※ノズル寸法・形状（自由に設定可能）により可変
造形速度✓ ロボットアーム式：３Dプリンタ利用における現実的な範囲で制限なし✓ ガントリー式：～200mm/s
2023/9/6 先端建設技術セミナー

77

３．各社技術の紹介⑥前田建設工業

凝結の調整✓ 遅延剤で調整
練り混ぜ方法✓ バッチ練りミキサ容量✓ 50～100L
ミキサ製造量✓ 30～80L/バッチ
2023/9/6 先端建設技術セミナー※時間あたりはミキサ台数による
78

３．各社技術の紹介⑥前田建設工業

強度特性✓ 圧縮強度：60 N/mm2✓ 引張強度：4.0 N/mm2✓ 曲げ強度：5.0 N/mm2✓ せん断強度：10 N/mm2
耐久性（各種耐久性試験結果等）✓ 中性化、乾燥収縮、凍結融解、耐摩耗（テストピースによる）

2023/9/6 先端建設技術セミナー

プリント状況

79

３．各社技術の紹介⑥前田建設工業実績
前田建設工業(株)ICI総合センター内✓ 集水桝（ICIキャンプ（廃校活用自社研修施設）での集水桝更新工事）✓ 喫煙所✓ 机／ベンチ 等

2023/9/6 先端建設技術セミナー

80

３．各社技術の紹介⑥前田建設工業

前田建設研修施設「ICIcamp」にて、集水桝の更新を3Dプリンタで実施
2023/9/6 先端建設技術セミナー

81３．各社技術の紹介⑥前田建設工業

曲面形状を持つベンチ

デスク＆ベンチ

研究施設「ICI Lab」 喫煙所
2023/9/6 先端建設技術セミナー

82

３．各社技術の紹介⑥前田建設工業

３Dプリンタの活用目的✓ 意匠の自由度向上／構造の合理化✓ 省人化／工期短縮✓ 品質確保✓ 安全性向上／労働環境改善✓ CO2排出量の抑制

2023/9/6 先端建設技術セミナー

83３．各社技術の紹介⑥前田建設工業技術課題✓ 温度変化等の環境条件に対応可能な材料／制御技術✓ 引張耐力を負担する補強材料の自動施工方法技術✓ オーバーハング形状の自由度向上技術（３Dプリンタもしくは自動で施工が可能なサポート材の開発）
将来の展望✓ 3Dプリンタによる構造物の構築

2023/9/6 先端建設技術セミナー

84３．各社技術の紹介
曾澤項目
プリンティング材料押出方式、ロボットアーム
プリンタの方式 ガントリー＋ロボット
プリ
アーム
ンタ
装置 装置の大きさ（単位m）使用
材料

各社技術一覧表

大林

清水大成

前田

Polyuse

材料押出材料噴射、その他

材料押出

材料押出材料押出材料押出ロボットアーム

ロボットアーム
ガントリー

ガントリー

ガントリー

ロボットアームガントリー

3.04×2.65×2.1

5×5×3（ロボットアーム）
2～3×2～3×2.5（ガント2.38×2.22×1.25＋1.75 アーム長約3ｍ

25×7.2×12.5（ガントリー）

リー）

可動範囲：造形物の大きさ
半径3.2（単位m）

作業半径3m

造形物の出来形±5mm
精度

標準偏差２㎜（実測値） ±5mm

ノズル寸法形状 直径約20ｍｍ

円(内径15～40mm)、矩
企業秘密
形適宜使い分け

20×4.5×4.3（ガントリー）
1.7×2.0×1.5
最大造形幅6m（ロボットアーム）

主材料

CyBe

デンカと大林の共同研究 専用の配合

繊維無し合成繊維

PE繊維促進材入りのプレミック 急硬剤とセッター（遅延
企業秘密
ス材、遅延剤で調整剤）の組合せ
練り混ぜ方法
連続練り
各種あり
企業秘密
材料 積層体（一列一幅30～100mm
幅50mm、幅15～40mm層）の幅、積層特性、厚5～10 mm（ノズルによって変厚20mmまたは12.5mm 厚5～10mm
凝結の調整方法

特徴 厚

強度特性（単位
圧縮40
N/mm2）

2023/9/6 先端建設技術セミナー

動）

圧縮60

圧縮110
曲げ14（実績値）

2.39×1.885 ×1.96―

ノズル口径25mm，―

水平：±15mm
垂直：±5mm
内径15mm

3.7×3.7×3.3（ロボットアーム）

1×4.5×9（ガントリー）―
寸法・形状は自由

自社製プレミクスモ
社外秘
ルタル

ビニロン繊（2.5Vol.%）
ポリプロピレン繊維 社外秘を使用する場合あり
練上り温度、水量調遅延剤による調整―整
連続バッチ練りバッチ練り
幅30～80mm程度幅25～40 mm
厚10mm
厚5～15mm程度
厚5～15 mm
圧縮46.5,引張3.33
曲げ7.1※ノズル寸法・形状により可変

圧縮60、引張4.0
曲げ5.0、せん断1085

４．終わりに下記項目（6社から挙がった例）等の開発により✓印刷した材料をリサイクルして再び印刷材料として使用✓ドローンを用いたプリント✓斜面や曲面、凹凸面に施工✓異形形状のコンクリート構造物の施工手法としての普及✓廉価材料の開発✓温度変化等の環境条件に対応可能な材料／制御技術✓引張耐力を負担する補強材料の自動施工方法技術✓オーバーハング形状の自由度向上技術

3Dプリンティング技術のコンクリート構造物への適用が進化（深化）することで、施工の完全自動化、生産性向上、意匠の自由度向
上、省人化、工期短縮、環境負荷低減、安全性向上、労働環境改善が期待される
2023/9/6 先端建設技術セミナー86

謝辞
今回の発表資料をまとめるにあたり、3Dプリンティング技術を開発されている以下の6社の皆様には、各社の技術に関する資料や情報を提供していただきました。
✓ 曾澤高圧コンクリート 東大智様
✓ 大林組 石関嘉一様✓ 清水建設 小倉大季様✓ 大成建設 木ノ村幸士様✓ Polyuse 岩本卓也様✓ 前田建設工業 宮澤友基様

また、太平洋セメント 小川洋二様には3Dプリンターに関する要求性能等の資料の掲載を許可していただきました。
この場を借りて心より感謝申し上げます。
2023/9/6 先端建設技術セミナー

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