竹中工務店、WAAM方式の金属3Dプリンター製接合部を建築物の構造部材に世界初適用

掲載日：2026年11月11日

竹中工務店は2026年11月10日、金属3Dプリンターで製作した接合部を、公的な建設許可を受けた建築物の構造部材として世界で初めて適用したと発表しました。同社の調べによる2026年10月時点の情報です。建物を支える重要な部分に、金属3Dプリント技術が実際に使われた点が注目されます。

国際園芸博覧会の展示施設で実用化

この接合部は、2027年国際園芸博覧会（正式略称：GREEN×EXPO 2027）に出展する同社グループの展示施設「竹中グループくるくるく」で、構造接合部として使われています。展示用の飾りではなく、建物を支える構造の一部として採用された点が特徴です。

建築物の構造部材には高い安全性が求められるため、金属3Dプリンターで製作した部材を実際の建築に用いるには、確かな検証が欠かせません。今回は第三者機関などによる審査を受け、構造設計手法や品質管理方法の妥当性を確認しています。

採用された技術は、WAAM（Wire Arc Additive Manufacturing）方式です。アーク溶接の技術を応用し、金属を溶かしながら積み重ねて形をつくる金属3Dプリンティングの手法を指します。

アーク溶接は、約5,000〜20,000℃の高温で金属を溶かして接合する方法です。この熱を利用して金属を積層するため、型や治具を使わずに製作できます。

治具とは、加工中の部材を固定したり位置を決めたりするための道具のことです。従来の製造方法では時間やコストがかかっていた複雑な形状の構造部材も、つくりやすくなります。

WAAM方式は設計データから直接製作できるため、種類が多く数が少ない部材づくりに向いています。こうした生産の形は、多品種少量生産と呼ばれます。製作工程の省人化や、工程の短縮にも役立ちます。

さらに、最適化設計と組み合わせれば材料の使用量を減らせます。再利用された鋼材を活用することもでき、資源を循環させる社会への貢献が期待されます。

同社は昨年、鉄道の廃レールをアップサイクルしたベンチを設置しました。今回は、その開発に続いて建築構造部材への適用を目指してきた成果です。

開発した接合部には、次の三つの特長があります。いずれも、建築の現場で使う部材として求められる条件に応えるものです。

「竹中グループくるくるく」の曲面屋根を支える張弦梁は、梁とその下に張った弦材を組み合わせて屋根を支える構造です。この張弦梁では、設置する場所ごとに接合部の形が異なります。

WAAM方式を使えば、型や治具を用意しなくても、同じ製作プロセスで形の違う接合部を効率よくつくれます。今回もこの方法で製作しました。

第三者機関と指定確認検査機関の審査を受け、構造設計の手法と品質管理の方法が妥当であることを確認しました。指定確認検査機関とは、建築基準法に基づいて建物の計画を確認し、検査を行う民間の機関です。

あわせて、材料試験、実寸大の部材を使った実験、有限要素解析などを行いました。有限要素解析は、部材を細かな要素に分け、力のかかり方をコンピューターで調べる方法です。構造部材として必要な安全性は、複数の方法で検証されています。

金属3Dプリントは造形の自由度が高いため、接合部の内部に照明を組み込むことができました。建物を支える部材と照明の機能を一つにまとめることで、これまでにない空間の演出を実現しています。

部材の形そのものを生かした、新しい見せ方といえます。来場者が空間を見上げたとき、構造と光が一体となった表情を目にすることになります。

同社は、今回の適用で得た知見を蓄積していきます。今後は、第三者機関による材料認証の取得や、適用範囲の拡大を計画しています。

大規模な建築物への適用も広げ、省人化と工期の短縮、新しい建築表現の創出、資源循環型社会の実現に貢献することを目指します。実用の場が増えるほど、金属3Dプリント技術の建築分野での活用は広がっていくとみられます。

出典：株式会社竹中工務店,金属3Dプリンター製接合部を建築物の構造部材に初適用～GREEN×EXPO 2027「竹中グループくるくるく」に採用～,https://www.takenaka.co.jp/news/2026/11/02/,リリース日：2026-11-10