3Dプリント住宅が世界を変える！デジタルファブリケーションで変わる未来

デジタルファブリケーションは、現代の製造業や建築分野で急速に進化し、注目されている技術です。この革命的なプロセスは、デジタルデータをもとに物体や製品を効率的かつ精密に製造するためのもので、従来の製造方法とは異なるアプローチを提供しています。
本記事では、デジタルファブリケーションの基本原理から、その利点や応用事例について詳しく説明します。デジタルファブリケーションがもたらす革新について、一緒に探求していきましょう。

デジタルファブリケーションとは？

出典：総務省情報通政策研究所「ファブ社会の基盤設計に関する検討会報告書」（平成27年）

デジタルファブリケーションとは、デジタルデータをもとに創造物を制作する技術のことである。3Dスキャナーや3D CADなどの測定機械により、自分のアイデアや個人の身体データ等をデジタルデータ化した上で、そのようなデジタルデータを3Dプリンターやレーザーカッターなどのデジタル工作機械で読み込んで造形する。
総務省HP 第1部　特集　IoT・ビッグデータ・AI～ネットワークとデータが創造する新たな価値～

総務省では、上記のように定義しています。「デジタル」と「ファブリケーション」の造語であり、電子技術による製造を指します。では、一般的な作成工程を下記に示します。

デジタルファブリケーションの流れ

①デジタルデザインを行う

コンピューターソフトウェアを使用して物体や部品のデジタルモデルを設計します。このモデルは、形状、寸法、材料などの詳細情報を含みます。デジタルファブリケーションでは、異なる材料（プラスチック、金属、木材、陶器など）を使用できます。デジタルデザインに合わせて適切な材料を選択します。

②コンピューター制御で実物を製作する

デジタルモデルが完成したら、コンピューター制御装置（CNCルーター、3Dプリンター、レーザーカッターなど）を使用して物体を製造します。コンピューターはモデルに基づいて、必要なカット、形成、積層、切削などの操作を行います。

デジタルファブリケーションには、2種類の作成方式がある！

足し算方式

素材を積層して成形を行う方式。3Dプリントはこのカテゴリに属します。

引き算方式

大きな素材を削り取りながら成形を行う方式。CNCマシンなどを用いて製作を行います。

なぜ普及を目指すの？

大工が激減！労働力不足の救済策に。

2020年の職業統計によれば、「大工」の職業人口は29万7900人でした。これは、前回の調査である2015年の35万3980人から15.8％減少した数字です。さらに、10年前の2010年の調査結果である40万2120人と比較すると、25.9％減少し、約10万4220人の減少があったことになります。

世界的な建設資材の価格高騰

建設資材の価格高騰が止まりません。このような状況は、世界中で見られ、デジタルファブリケーションの採用が、資材調達の難しさに対処するための有効な解決策として注目されています。

柔軟性と効率性の向上

デジタルファブリケーションは、設計変更を素早く実装できるため、柔軟性が高く、生産プロセスを最適化し、無駄を減らすことができます。施工時間に関しても、圧倒的に早い建設が可能です。

持続可能な建築計画

使用可能な素材には、従来主として利用されていなかった素材が多くあり、バイオプラスチックや粘土、米などが含まれます。こうした持続可能な素材を用いることで、SDGsの観点も高い評価を受けています。

耐久性の向上が可能

3Dプリンターを使用することで、従来の建築方法では難しい多様な素材を使用でき、これにより洪水、暴風、火災などの災害に強い住居を実現できます。

2021年に世界初3Dプリントの一般住宅が誕生！

引用：icon　3D-printed Homes by ICON | Austin, TX | Developer 3Strands

3Dプリント技術を用いた建設業務のスタートアップであるICON（アイコン）社が、アメリカのテキサス州オースティンで2021年に世界初の3Dプリンターによる一般住宅を発表しました。
３Dプリントに見られる特異な風合いを感じさせない、モダンな意匠は更なる可能性を感じることができます。住宅の規格としては、2LDKと4LDKがありいずれもモノトーンを基調としたシンプルなデザインに、アクセントの木材が施されています。

世界の3Dプリンター建築

DIOR（ディオール）のポップアップストア

出典：The Making of the Dior Cruise 2022 Pop-Ups at Dubai’s Jumeirah Beach

ドバイのジュメイラビーチに、DIORのポップアップストアが登場しました。砂浜と一体感のある建築物は、WASP社が開発した3Dプリンティングシステムを使用して建設がされています。素材には、粘土・砂・ローファイバーなどの天然素材が選定されています。

日本も負けていない！45時間で完成！550万円の家！

セレンディクス社が開発した「serendix50」は、一般の住宅同様の仕様を持つ鉄骨造の平屋です。広さは50㎡の1LDKです。この住宅にはキッチン、バスルーム、トイレなどの水回り設備が完備されており、550万円で購入が可能となります。驚くべきはその施工時間であり、44時間30分で完成します。

施工方法は、超効率的であり、3Dプリンターを使用して各部品を製造し、それらをトラックで建設現場に運び、現地の建設会社が組み立てを行います。

おわりに

デジタルファブリケーションは私たちの世界を変えつつあります。新たな製造技術や建築方法は、労働力の不足や資材の高騰など、現代社会が直面する多くの課題に対処する手段として、ますます重要性を増しています。柔軟性、効率性、持続可能性、そして耐久性の向上により、私たちはより効果的なソリューションを見つけ、より持続可能な未来を築く可能性を秘めています。

また、3Dプリント住宅やデジタルファブリケーションによる建築など、新たな領域での応用も広がっており、これからの展望が非常に楽しみです。デジタルファブリケーションの進化を注視し、その未来を共に切り拓いていくことが、私たちの課題解決と持続可能な発展に向けた重要な一歩であることは間違いありません。