竹中工務店、横浜園芸博の展示施設で金属3Dプリンタ製接合部を採用 建築構造部材に初適用：デジタルファブリケーション

竹中工務店は、WAAM方式の金属3Dプリンタ製接合部を、2027年国際園芸博覧会「GREEN×EXPO 2027」の竹中グループ展示施設「竹中グループ くるくるく」に採用した。竹中工務店の調べによると、公的な建設許可を受けた建築物の構造部材としての適用は世界初という。

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　竹中工務店は2026年11月10日、WAAM（Wire Arc Additive Manufacturing）方式の金属3Dプリンタ製接合部を、2027年国際園芸博覧会「GREEN×EXPO 2027」の竹中グループ展示施設「竹中グループ くるくるく」に採用したと発表した。竹中工務店の調べによると、公的な建設許可を受けた建築物の構造部材としての適用は世界で初めて。

「竹中グループ くるくるく」に採用された金属3Dプリンター製接合部　出典：竹中工務店プレスリリース

　WAAM方式の金属3Dプリント技術は、約5000〜2万度の高温で金属を溶かして接合するアーク溶接を利用し、金属を積層造形する。従来の製造方法では時間やコストを要していた複雑な形状の構造部材を、型や治具を使わずに製作できる。設計データから直接製作できるため、多品種少量生産に適しており、製作工程の省人化や工程短縮にも寄与する。最適化設計との組み合わせによる材料使用量の削減や、再利用鋼材の活用を通じて、資源循環型社会への貢献も期待される。

　「竹中グループ くるくるく」の曲面屋根を構成する張弦梁では、設置箇所ごとに異なる形状の接合部が必要となる。竹中工務店はWAAM方式の金属3Dプリント技術を用ることで、接合部を型や治具を使わず、同一の製作プロセスで効率的に製作した。

　建築構造部材への適用に当たり、第三者機関と指定確認検査機関による審査を受け、構造設計手法と品質管理方法の妥当性を確認した。材料試験、実寸部材実験、有限要素解析なども実施し、構造部材として必要な安全性を検証している。

　接合部には金属3Dプリントの造形自由度を生かして照明を組み込んだ。構造部材と照明機能を一体化し、新たな空間演出を実現した。

金属3Dプリンタ製接合部（赤丸部）の施工状況　出典：竹中工務店プレスリリース

　竹中工務店は2025年、鉄道の廃レールをアップサイクルした金属3Dプリンタ製ベンチを設置。引き続き建築構造部材への適用に向けてWAAM方式による接合部の開発を進めてきた。

　竹中工務店は今回の建築物への適用で得た知見を蓄積し、第三者機関による材料認証の取得と適用範囲の拡大を計画している。今後は大規模建築物への適用を拡大し、省人化と工期短縮、新たな建築表現の創出、資源循環型社会の実現につなげる。