CEAD
チューリッヒ工科大学の修士課程の学生が、超軽量建築構造で現代的なアイスクリーム・ショップの内装を制作
デジタルファブリケーションは、ここ数十年の建設業界における最も重要なシフトのひとつとして浮上してきた。高度なデジタル技術を駆使して3Dモデルから直接部品を製造することで、デザイン、材料効率、生産スピードにおける新たな可能性を引き出している。手作業や標準化された工程に大きく依存する従来の方法とは異なり、デジタルファブリケーションでは、カスタマイズされた複雑な形状を正確に製造することができます。
現代的なアイスクリーム・ショップの3Dプリント要素｜Picture credit: Stefan Kaiser
その中核となるプロセスは、コンピューター支援設計（CAD）ファイルから始まり、コンピューター支援製造（CAM）を通じて生産を推進するデジタルデータに変換される。このデータは、3Dプリンター、CNCミル、レーザーカッター、ロボット組み立てアームなどの自動化された機器を動かします。
こうした新技術の中でも、大規模な3Dプリンティングは、熱可塑性プラスチック、金属、複合材料から物理的なパーツを層ごとに造形する付加製造プロセスである。チューリッヒ工科大学の場合、CEADのペレット押し出しヘッドを備えたロボットアームが、リサイクルされた熱可塑性プラスチックを加工し、ユニークな建築構造を作り出している。
チューリッヒ工科大学、大規模3Dプリンティングによる建築部品の先駆的ソリューション
チューリッヒ工科大学建築学部は、非標準の建築部品にデジタルファブリケーションプロセスを適用する先駆的なソリューションで世界的に認められている。CEADの長期的なパートナーの1つとして、チューリッヒ工科大学は2022年に初めてCEAD E25押出機を採用し、RIBB3DやEggshell Pavilionのようなプロジェクトのためのコンクリート型枠の製造から、建築構造物に直接組み込まれる最終用途のコンポーネントの製造まで、大判積層造形（LFAM）がいかに建築環境を変えることができるかという研究を支援するために使用している。最近、CEAD E40エクストルーダーでポートフォリオを拡大し、より高い出力と大規模なコンポーネントを可能にした。
CEADのE40エクストルーダーで中空コア3Dプリント（HC3DP）により軽量構造を3Dプリント｜写真クレジット：Lais Hotz
3Dプリントされた熱可塑性プラスチックによる現代的なアイスクリーム・ショップの内装
最新のプロジェクトは、建築とデジタルファブリケーションの上級研究（MAS ETH DFAB）プログラムの修士課程の学生によるものだ。最近完成したホワイト・タワーに隣接して、スイスのアルプスの村ミュールグスに現代的なアイスクリーム・ショップがオープンした。この店の天井は、3Dプリンターで作られた色とりどりのエレメントで埋め尽くされており、その波のような模様がソフトクリームのような錯覚を生み出している。250平方メートル以上の広さがあるにもかかわらず、中空コア3Dプリントのおかげで、構造物の重さは1トン以下だ。この実験的な押し出し技術は、チューリッヒ工科大学のロボティック・ファブリケーション・ラボでマティアス・レショクが開発したもので、彼はこれをSAEKIロボット工学で実用化した。
このプロジェクトでは、CEAD E40エクストルーダーが、HC3DPでこのスケールの構造を印刷するのに必要なモーターパワーを提供した。CEAD E40の出力は60kg/時で、この新しい印刷技術の使用に必要な高トルクを提供することで、より高い製造速度とパーツのスケーラビリティを可能にする。材料出力は、サイズと印刷時間の点で制限要因となり得る。このエレメントは、材料の使用量と重量を最小限に抑えながら、LFAMがどのように建築のビジョンに命を吹き込むことができるかを示している。
建築とデジタルファブリケーションの上級研究（MAS ETH DFAB）プログラムの修士課程の学生｜Picture credit: Lais Hotz
持続可能なソリューション
ノヴァ・ファンダジウン・オリゲンと共同で、研究チームはリサイクルPETG（食品包装によく使われる熱可塑性プラスチック）を使って構造体を印刷した。熱可塑性プラスチックは破砕して新しい部品に再利用できる。さらに、アイスクリーム・ショップの外観を構成する木材は、分解して再び組み立てることができる。
このプロジェクトは、再生木材や廃プラスチックを建築に再利用し、デザインの物語を形成するのに役立つことを示している。この場合、デザインはベル・エポックの装飾とバロックの高揚感からインスピレーションを得ている。このプロジェクトは、大規模なアディティブ・マニュファクチャリングが、建築部品や建築的特徴を製造する上で、実行可能で、より持続可能、かつ非常に柔軟なアプローチを提供することを実際に示している。
デジタル製造業へのシフトに向けた次世代の準備
チューリッヒ工科大学は、研究とデザインの発展に加え、次世代のエンジニア、デザイナー、クリエイターの育成という重要な役割を担っています。大規模な3Dプリンティングのような革新的な製造技術を教育プログラムに組み込むことで、イノベーションを推進し、近代的で自動化された製造環境で働くためのスキルを学生に提供しています。これにより、学生は、ますます不足し労働集約的な従来の技能に依存しない製造方法で作業できるようになります。
また、業界のデジタル製造へのシフトとも一致する。このアプローチは、創造的な自由とデザイン表現を育むだけでなく、より持続可能で効率的な建築構造や建築部品への道を開く。その結果、コストと材料の使用量を削減し、プロジェクトのスケジュールを加速させ、建築と製品デザインにおけるまったく新しい可能性を解き放つことができる、新世代のソリューションを導入する準備が整ったのです。
スイス、アルプスの村ミュールグンに最近完成したホワイト・タワーに隣接する現代的なアイスクリーム・ショップ｜photo credit: Pluem Pongpisal
プロジェクト・クレジット
ゲレタリアは、ノヴァ・ファンダジウン・オリゲンのムレングスに対するビジョンの一部であり、その協力のもと、地域の文化的・経済的再生のための建築イノベーションを紹介するものである。
協力 ジョバンニ・ネッツァー博士（ノヴァ・ファンダジウン・オリジンディレクター
研究チーム - デジタル建築技術： ベンジャミン・ディレンバーガー教授、ニク・エフテカー・オリボ（研究リーダー）、ポール・ジャッジ
指導チーム Petrus Aejmelaeus-Lindström博士（ティーチング・リーダー）、Anaya Kango、Joana Tomaz
助演技術者 トビアス・ハルトマン、フィリップ・フライシュマン、ミヒャエル・リレンマン、ルカ・ペトリュス
MAS DFABの学生 Marc Ribert Arqués, Lais Hotz, Spyros Pyrgiotis, Alim Battal, Dalila Romero Zenker, Daniela Larbaleister, David Villegas, Guillem H Camarasa, Ioanna Tatouli, Jim Chen, Konstantina Laki, Nicolas Benjamin Boscoboinik, Pluem Pongpisal, Yen Ting Liu.
