3Dプリント：夢を現実に変える

出典：中国建材ニュース

インターネット時代において、デジタル化はさまざまな業界に変化と革新をもたらしており、建設業界も例外ではありません。

「現在、スマート建築は建築業界の発展における避けられない流れとなり、変革とアップグレードの重要な手段となっています。これは、建築業界の低効率、高汚染、高エネルギー消費を解決するための有効な方法の1つです。革新的なスマート住宅建設技術として、コンクリート3Dプリント技術は前例のない発展の機会をもたらしました。」最近、清華大学建築学院の徐偉国教授は、中国建築材料ニュースの記者とのインタビューで、コンクリート3Dプリント技術自体は単一の技術ではなく、デジタル建築設計、ロボットシステム、印刷技術、材料技術などを含む技術の統合であると述べました。その利点は、高効率、テンプレートフリー、省人力、省材料、低炭素、環境に優しい利点にあります。伝統的な家屋形状の設計と建設に適しているだけでなく、さまざまな美しい不規則な曲線形状の建設も実現できます。将来的には大きな可能性を秘めています。

コンクリート3Dプリント技術を使用して建てられた農家 Xu Weiguo/写真
3Dプリントはデジタル建築の発展を促進する

Xu Weiguo は 2003 年からデジタル設計とデジタル建設の研究に携わっています。彼は長年にわたり、教育、エンジニアリング、キュレーション、出版などさまざまなチャネルを通じて、わが国のデジタル建築の急速な発展を促進してきました。

デジタル建築の夢について語る徐偉国氏は、建築はプロセスでありシステムであると語った。現在、このシステムには建築家、構造設計者、配管・電気技師、施工チームなどが含まれており、それぞれが分離している。しかし、情報化社会の到来により、生産モデルは根本的な変化を遂げ、あらゆるリンクがインテリジェント建設の特徴を反映するようになりました。

この夢を実現するために、徐偉国氏のチームは、3Dプリント技術と特殊なコンクリート材料技術を組み合わせ、デジタル建築設計とロボット自動制御システムに基づくロボット3Dプリントコンクリート建設技術を開発しました。

コンクリート部品の印刷中。写真は徐偉国氏提供。「この技術はインテリジェントな建設技術です。その建設プロセスには、アルゴリズムによるクリエイティブなデザイン、デジタルフォームモデリング、印刷経路計画、印刷プログラムのコーディング、仮想印刷建設シミュレーション、現場での原位置印刷、または現場でのプレファブリケーション印刷と組み立てが含まれます。住宅や景観の建設プロセス全体をデジタルで統合するだけでなく、仮想建設と物理的な印刷建設の2つの部分に分割します。建設プロセス中に、継続的なデジタル情報の流れと材料建設の流れが互いに補完し合い、統合されたインテリジェントな建設プロセスを形成します。」

徐維国氏は、この技術にはアルゴリズム生成に基づく建築クリエイティブデザイン、経路計画と制御ソフトウェアの開発、ロボットと印刷機器の統合製造、印刷材料の混合生産、デジタル建設現場など、さまざまな業界の参加が含まれていると指摘した。その推進と活用は、伝統的な住宅建設産業のアップグレードだけでなく、新たなデジタル建設産業チェーンの形成を推進します。

コンクリートの一般的な概念を持たなければならない

革新的な住宅および環境インテリジェント建設技術として、ロボット 3D プリントコンクリート建設技術の最大の利点は、人的資源の節約、効率の向上、建設コストの削減、品質の確保です。

これについて、徐維国氏は、スマート建設はわが国の建設業界の転換とアップグレードを促進するだろうと指摘した。3Dプリントはスマート建設の重要な手段として、エンジニアリング建設のスマート化の発展に重要な役割を果たすだろう。この技術はインテリジェントシステムとインテリジェント機器を使用し、施工精度を大幅に向上させ、施工品質を保証します。さらに、アルゴリズムによって生成されたデジタル設計に基づいて、空間を移動できるインテリジェントロボットアームを使用して建設を行います。この技術は、伝統的な建築形態だけでなく、さまざまな豊かな有機的な建築形態を構築できます。この技術は産業応用されつつあり、深セン市宝安区で世界最大規模の3Dプリントコンクリート緑地公園建設の試みが初めて実現したとみられる。これまでに、この技術は新しい農村住宅、ケニアの3Dプリントされた手頃な価格の住宅、歩道橋、図書館などのプロジェクトに適用されてきました。

建設現場/写真提供：徐偉国「3Dコンクリートプリント建設には解決すべきボトルネックがまだ多く、この分野での技術研究開発と実用化の競争はますます激しくなっていますが、この技術の最大の障害は、人々がこの技術を理解していないことです。」コンクリート3Dプリント技術に対する現在の疑問に対して、徐偉国は、コンクリート自体の混合比は可変であり、異なる混合比は超高性能コンクリート（UHPC）などのコンクリートの性能に変化をもたらすと考えています。この材料が3Dプリントに使用されれば、コンクリート3Dプリントの可能性はさらに広がります。「今は協力の時代だ。技術の発展を促進するには、すべての業界が協力する必要がある。この過程で、人々はコンクリートについて広い概念を持たなければならない」と徐維国氏は語った。

農村生活環境の改善の推進

インタビュー中、徐偉国氏のチームは貴州省の農村住宅プロジェクトで忙しくしていた。河北省下花園五家荘の農民住宅、アフリカの低所得者向け住宅のモデルハウス、貴州省の農村住宅プロジェクトなど、徐偉国氏のチームは農村住宅プロジェクトの現場に多くの革新的な技術をもたらしました。

この点について徐維国氏は、農村の改造は現在の社会発展にとって重要な任務だが、多くの村の改造は道路建設、市営パイプライン敷設、住宅外装の改装といった公共環境の改善しか達成していないと述べた。実際のところ、こうした農村住宅の居住空間や屋内の生活環境自体は、ほとんど変わっていません。「ロボット3Dプリントコンクリート移動プラットフォーム」と「コンクリートハウス急速建設システム」は、有機的な更新方法を使用して農村の農家を1軒ずつ再建し、農村の住宅建設に貢献します。

「私は2003年からデジタル設計の研究に携わっています。私の考えでは、私たちのチームの最大の特徴は、研究を研究室から建設現場に移したことです。」徐偉国氏は、研究室での研究が実際のプロジェクトに適用されるにはほど遠いと考えています。研究室で非常に成功した技術が、実際のプロジェクトに適用できないこともあります。実際のプロジェクトで研究開発を実施し、何百もの実験を通じて最適なシステムを見つけることが、徐偉国氏のチームの継続的な成果の鍵です。

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