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清水建設は2025年12月26日、鉄筋を組み込んだ曲面の大型部材を想定した、吹き付け式（スプレー方式）の3Dコンクリート造形システムを開発したと発表した。門型フレーム上を動く装置に多軸アームを組み合わせ、事前に材料の飛び方と付着を確かめるシミュレータも連動させた。省人化が急務の現場で、「型枠と配筋の手間」をどこまで機械に移せるかが焦点になる。
「押し出す」から「吹き付ける」へ、曲面と配筋を同時に扱う
コンクリートの3Dプリントは、材料を下向きに押し出して積む方式が先行してきた。一方で鉄筋を積層体の中に収めにくく、構造部材まで一気に作るのが課題だった。今回のシステムはノズルで材料を吹き付け、配筋の内側まで充填できる点を売りにする。造形範囲は奥行6メートル、幅4メートル、高さ3メートルとし、大型部材を視野に入れた。
実証では、下層と上層が中心から張り出す「ねじれ」を持つ曲面壁（高さ2.5メートル）を約4時間で造形できたという。現場目線でいえば、曲面型枠の製作や、配筋周りの打設手順の組み立てがボトルネックになりやすい。自動造形が安定すれば、工程の読み替えが進み、意匠面の自由度も上がる可能性がある。
精度の鍵は「噴射の段取り」――シミュレータで不良を減らす狙い
吹き付け式は、ノズルの距離や角度、速度、材料の吐出量などの条件が絡み、動作制御が難しいとされる。清水建設は噴射シミュレータを使い、最適なノズル経路や各種パラメータを事前に導き、精度向上と不良率の最小化を狙う。シミュレータはカーネギーメロン大学の計算工学・ロボティクス研究室（CERLAB）との共同開発としている。
論点は、現場に置いたときの「使い切れる自動化」になりそうだ。2024年11月には、モバイル型の吹き付けプリンタを実工事で用い、高さ2メートルの鉄筋コンクリート柱で施工期間を約4割短縮したと発表している。大型曲面へ広げる次の段階では、出来形確認や品質保証の運用、配筋と造形の取り合いをどう標準化するかが残る。清水建設はコンクリート施工の完全自動化に挑むとしている。
