2024 年 4月 21日 (日)
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水中で3Dプリンティングの建設…韓国の研究チーム「波打っても崩れないように」

開発技術の水中適用の様子=韓国建設技術研究院提供(c)news1

水中でも3Dプリンターが回りながらコンクリート(セメント+水+砂+砂利混合物)などを幾層も積み上げて構造物を作り出す。波が打つなど流速が高くても。びくともしない。

普通の常識に反する。一般的にコンクリートを水中に打設することは不可能に近い。コンクリートは一定時間(一般的に少なくとも8時間以上)経たないと硬化しないため、その前に流水にふれると成分がすべて洗い流されてしまうからだ。マンション工事の時、雨が降る時はコンクリート打設をしないのもこのような理由からだ。

開発技術の水中適用の様子=韓国建設技術研究院提供(c)news1

しかし、これを可能にしたのが韓国建設技術研究院の構造研究本部(責任者イ・ホジェ首席研究員)が2022年、32カ月の研究の末に開発した水中建設用3Dプリンティング技術だ。

この技術を利用すれば、水中でコンクリートを打設することはもちろん、高い流速による流失、磨耗したり崩壊せずに形状を維持しながら構造物を建設することができる。

重要なのは太い骨材(砂利)だ。材料に混ざった太い骨材は支持力と摩擦力を持ち、レイヤーの高さの増加を容易にする。

ただし、太い骨材を適用する場合、装備内で管路が閉塞されることを防止するために、材料が移動する物質移動経路上、すべての管路の直径が少なくとも3~5倍程度増えなければならない。これは、従来の建設用3Dプリンティング技術とは完全に異なる構造だ。

水中建設用の3Dプリンティング技術は、実際の海底都市建設のような作業人材が投入されにくい極限の環境で、人材を最小限に抑え、自動的に建設できるようにする。

沿岸侵食を防止するための水中構造物(潜堤、突堤、離岸堤)などの工事にも活用が可能だ。特に、曲線出力が可能なため、海藻類や魚介類の生育環境に合わせて形状を設計した人工魚礁を作ったり、水中構造物の流失部(被覆石、砂石、根固めブロックなど)を形状に合わせて作ることができる。

さらに、水中構造物の補修補強作業をする時も産業潜水士の手を借りなくても良い。建設技術研究院は、産業潜水士の高齢化や産業離れによって深刻化している「作業者空洞化」現象を補うことができるだろうと分析した。

イ・ホジェ研究員は「水中建設用3Dプリンティング技術はこのような海底都市、深海基地建設など水中の極限環境で適用できる未来先導的な建設融合複合分野源泉技術だ。特に建設自動化、建設材料の安定的な品質管理など建設産業を発展させる独自の技術」と述べた。

(c)news1

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