3Dプリント建築：コンセプトから建設へ——現実か、幻想か？

先進国で家やアパートに住んでいるなら、あなたの建物はレンガとモルタル、伝統的な材料と工法で建てられた可能性が高いでしょう。

しかし、3Dプリンティングについて読めば、フィラメントでレンガとモルタルを置き換えた「3Dプリント建築」の話をいくつか目にするはずです。最近では何でも3Dプリントできるようで、居住可能な構造物も例外ではありません。

では、3Dプリント建築は世界中で実際に建ち始めているのでしょうか？ 住宅は積層造形の真のアプリケーションなのか、それとも3DP愛好家が技術の可能性を誇張した単なる例に過ぎないのか？ あなたは3Dプリント建築に住むことになるのか、それとも3Dプリンティングコミュニティの大胆な約束は近い将来忘れ去られるのか？

本記事では、建設と建築における3Dプリンティングの主要な応用をいくつか取り上げ、3Dプリント建築の実現可能性を判断します。

3Dプリント住宅

いくつかの企業が、3Dプリンティング技術で居住可能な構造物全体を造形しようと試みてきました。動機は様々です。

材料費と人件費を建設で削減できると考える向きもあれば、積層造形の環境性能を強調する向きもあります。自然災害で被災した危機地域での解決策と見る向きもあります。

現実には、これまでの3Dプリント住宅の実例は賛否両論です。この分野のほとんどの3Dプリンティング技術は、通常のプラスチックや金属3Dプリンターと比べて精度の低い、かなり粗雑なコンクリート堆積システムを使用しています。

そのため、厚い壁は造形できても、複雑なディテールは他の製造プロセスに任せる必要があります。

2018年、3Dプリンティング企業ICONは、24時間未満で建設可能な3Dプリント住宅を発表しました。しかし、建物の規模が小さく、非プリント材料も併用されていることを考えると、この種の建設が従来工法より著しく速い、コスト効率が良い、信頼性が高いと言えるかは不明です。

Apis Corという別の企業は、異なるアプローチを取っています。持続可能性と災害支援に焦点を当てるのではなく、「完全自律型設備」で最小限の労働力で建設プロジェクトを実現しようとしています。

3Dプリント住宅には興味深い側面もありますが、現時点で成功例は非常に少ないのが実情です。

デザイン要素（建築ディテール）

建設と建築における3Dプリンティングの、より現実的な応用は、外装・内装のデザイン要素の3Dプリントです。これらには、キャノピー、非耐力内壁、タイル、装飾要素などが含まれます。

例えばロシアのSpecaviaは、独自のコンクリート3Dプリンターで、塔、アーチ、間仕切り壁、ストーブ、暖炉といった小さな建築要素をプリントしています。これらの要素はデジタルでカスタマイズ可能で、従来工法で建てられた建物に設置できます。これらを造形する3Dプリンターは、建物全体をプリントするものより携帯性に優れます。

内装デザイン要素では可能性がさらに広がります。耐候性と安定性への懸念が少ないため、エンジニアリングプラスチックなど、より幅広い材料を使用して、目を引く構造物を作れます。

2015年、北京の創造設計研究室が北京デザインウィークで、巨大な屋内3Dプリントパビリオンを発表しました。実用的な建築ではありませんでしたが、未来的な外観のパビリオンが、この分野における3Dプリンティングの美的可能性を示しました。

より一般的な応用は、椅子、テーブル、照明器具などの3Dプリント家具の設計です。

建築模型

おそらく、壁、屋根、すべてを含めて建物全体を3Dプリントできるのは、建築家が縮小模型を設計・造形するときです。実際、多くの建築家がスケールダウンした3Dプリント建築模型を作る際に、まさにこれを行っています。

建築模型の作成において、3Dプリンティングは伝統的手法（スティック構造など）に比べて多くの利点があります。デジタルCADファイルを完璧に複製できることは明らかに有用で、デザイナーが利用できる色と材料の幅が柔軟性を提供します。

また、非常に高速で簡単です。手作業で建築模型を作るのは、トランプで家を建てるようなものです：複雑で、いつ全体が崩れるかわからないリスクがあります。3Dプリンティングなら、模型を1ピースで安全にプリントできるため、手作業スキルはほぼ不要です。

建築家は現在、概念開発とクライアントプレゼンテーション用の模型作成に定期的に3Dプリンティングを使用しています。特定技術に限定されることもなく、FDM、SLS、ColorJetなど様々な3Dプリンターが有効に機能します。

現時点では、実物大の構造物より、建物の3Dプリント模型を見かける方が遥かに多いです。これは将来変わるかもしれませんが、当面は伝統的な非プリント住宅に安心して住み続けられるでしょう。