金属3Dプリンターにはさまざまな造形方式があり、金属構造物に一般的に使われているアーク溶接と同様の仕組みで積層するWAAM（Wire-Arc Additive Manufacturing）技術は、大型部材にも対応でき、高速かつリーズナブルに部材を製造できる手法です。しかし、WAAM技術による金属3Dプリンターは、非鉄金属の適用例は多いものの、建設工事において多用される炭素鋼では、効率的なスラグの除去方法や造形精度の確保が課題となっていました。

大林組はこれらの課題に対し、材料の組み合わせや溶接パラメータを最適化したスラグの生じない溶接法を用いて炭素鋼の部材を造形する金属3Dプリンターを開発しました。今回製造したザ・ブレンチでは、この金属3Dプリンターを用いて主材を造形しているほか、各種強度試験を行うことでその造形品質を確認し、炭素鋼から形状自由度の高い部材を製作する上での知見を獲得しました。

ザ・ブレンチは、金属3Dプリンターの特色を引き出すことをコンセプトにデザインしています。形状の決定にあたっては、新たに開発した設計支援システム（特許出願中）を用いて、設計空間内の無数の点群をつなぐプリント可能なネットワークを作成した上で、屋根や座面の位置およびそれらの支持点を設定し、構造的に不要なネットワークを間引くことで樹状の支持部材を半自動的に生成する手法を採用しました。

決定した形状は、金属3Dプリンターで製作可能なサイズを考慮し、30体のピースに分割して製造しました。各ピースは異なる形状でありながら、効率を落とすことなく最小限のリードタイムにて製造でき、従来の鋳造による製造方法と比較してコストや納期の大幅な削減が可能であることが確認できました。