2020 Fiscal Year Annual Research Report
Self Built Experimental House Using 3D Printed Joint
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19H02312
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
今井 公太郎 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (20262123)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本間 健太郎 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (90633371)
伊東 優 東京大学, 生産技術研究所, 特任研究員 (90839523)
国枝 歓 東京大学, 生産技術研究所, 特任研究員 (80839522)
佐藤 淳 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (50587946)
福島 佳浩 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (60883105)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 3Dプリンタ / 付加製造 / セルフビルド / 実験住宅 / ジョイント / 仕口 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は3Dプリント仕口の試作を行い、破壊実験により3Dプリント材料を建築に用いた場合の強度の評価を行った。そして最終年度に実際に建造するための部品の制作をおこなった。
スケジュール的に順調であったが、当初の予定とは異なり、構造実験の結果によって使用した素材の強度が結果的にカタログに記載された公称値に比べてかなり低めだったことがわかった。そのことに対処するために仕口の設計を修正した上に追加の実験が必要になり、二か月ほど当初の予定より時間がかかったため今年度の研究期間について繰越を行った。そのうえで、試作品の破壊試験の結果に基づき、3Dプリンタによる仕口の制作、ならびに実物大の実験住宅（プロトタイプ）の部品の制作を行った。 具体的には下記の学術的・方法論的な課題に取り組み解決策を見出した。
１）独自の幾何学的システムと最終出力される仕口制作のシームレスな工法の確立（3Dcadからジョイントのモデリングを自動的に行うコードの作成）２）フレーム構法システム（金属仕口の強度試験に基づき、安全性の確保された組み立て方式）の構築３）外壁・開口システム（3Dプリント仕口を含むフレームに対して真壁に収まる乾式外壁システム）の構築 ４）易施工性を実現する構法システム（3Dプリント仕口の精度と押し出し材のアルミパイプの精度を調停する中間継手の開発と、施工性を考慮した面外方向から組み立てが可能な継手の開発）５）設備システムとの統合（中空パイプの中を設備スペースとして活用するための電気配線の方式の構築）
以上のように、3Dプリント仕口による実験住宅の建造のためのフィージビリティを確認・課題の解決を行ったうえで、次年度の実際の建造のために、全ての部品の設計を完成させた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、３Dプリント仕口による実験建築のセルフビルドのための準備は着々と進んできている。構造実験の結果によって使用した素材の強度が結果的にカタログに記載された公称値に比べてかなり低めだったことは予想外ではあったが、仕口の設計を修正し、課題に対処することができた。ただ、そのために追加の実験が必要になったため、二か月ほど当初の予定より時間がかかり今年度の研究期間について繰越を行った。ただし、スケジュール的に延びたのは2か月程度であり、最終年度でその遅れを吸収することは十分可能である。さらに、3Dプリンタによる仕口の制作、ならびに実物大の実験住宅（プロトタイプ）の部品の制作も二か月遅れではあるものの順調に行うことができたし、学術的・方法論的な課題についても満足な解決策を見出すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は、実験住宅のプロトタイプの実際の建設を通じて、3Dプリント仕口の建築へのアプリケーションの効果を、ユーザ目線で評価する。実際の建造を前提にして、さまざまな条件を整えたうえで、構造システムの技術的及び強度的検証を行い、実現のために大臣認定の取得を含めた技術的・法的フィージビリティを行政と協議し確認する必要がある。
実現させた実験住宅については、メディアへの発表も含めて、実績をアピールすることが必要と考えられるので、別途社会実装に向けた取り組みも行う。
最終的には、建造した実験住宅を用いた易施工性の評価、環境評価、居住性評価などの評価・実験を行い、2年目までの成果も含めて結果を論文としてまとめて発表する。
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