3Dプリンターで“出力”した家が、途上国の人々の暮らしを変える

エルサルバドルの低い丘に家を建てるのは容易ではない。地震や洪水、火山噴火といった自然災害が多く、道路はデコボコで電気も行き渡っていないからだ。

サンフランシスコを拠点に活動するNPOのNew Storyは過去数年間にわたり、この地で150軒以上の家を建ててきた。防水シートと鉄くずでできた掘っ建て小屋を、屋根と床がある住宅につくり変える。人口の3分の1近くがきちんとした住居をもたずに暮らしている国では、それは時間のかかる大変な作業だった。

New Storyは1年ほど前、プロジェクトを効率的に進める方法はないか模索し始めた。設立から3年で1,300軒を建てるだけの資金を集め、実際に850軒を完成させたが、これでは大海の一滴にすぎないように感じていたからだ。共同設立者で最高執行責任者（COO）のアレクサンドリア・ラフシは、「1億人以上がスラムのような劣悪な環境で暮らしているのです。時間をかけてではなく、問題を一気に解決するにはどうすればいいか考えました」と話す。

たどり着いた答えは、3Dプリントだった。

New Storyは建設技術関連のスタートアップICONと共同で、10カ月をかけて3Dプリンターで家をつくる方法を開発した。その成果が、世界最大規模のクリエイティヴ・ビジネス・フェスティヴァル「 SXSW（サウスバイサウスウエスト）」の開催に合わせてテキサス州オースティンでお披露目された、3Dプリンターハウスだ。350平方フィート（約32.5平方メートル）の構造物は地域の住宅基準にも対応しており、経済的な余裕がなく貧困層に住まいを提供することができない国や地域での活用が期待されている。

オースティンで展示された家はまだプロトタイプである。New Storyは今後、エルサルバドルやボリビア、ハイチ、メキシコといった国に、この安価で持続可能な3Dプリンターハウスを建てていく計画だ。従来の方法では住宅100軒を建てるのに8カ月かかり、1軒当たりの費用は約6,000ドルだった。3Dプリンターを使った場合、コストは4,000ドルに下がるほか、完成までに必要な時間はたったの1日だ。

このプロジェクトが成功したとき、3Dプリンターハウスに住むのはシリコンヴァレーのエンジニアや未来主義の人々ではない。この住宅は世界でも特に貧しく、頭上にある屋根を最も必要としている人たちのためのものなのだ。

相次ぐ「住宅の3Dプリント」への参入

3Dプリンターは、2009年に基幹技術の特許が切れたことが量産につながり、一般に普及した。当時は第2の産業革命を引き起こすと言われ、建築分野でもさまざまな方法で応用が進んだ。3Dプリンターを使えば、樹脂やプラスチックのフィラメントで簡単に住宅模型ができる。現場で巨大なマシンを使えば、コンクリートやそのほかの建材で実物大の家を建てられるはずだ。

この方法ならコストは従来建築より抑えられ、工期は短くなる。必要な素材で層をつくっていくだけなので、資源も節約できるだろう。また湾曲した壁といったデザインは通常は高価で建築も困難だが、3Dプリンターなら簡単にできる。ICONの共同創業者のジェイソン・バラードは、「お望みならフィボナッチ数列を使った螺旋形の家をつくることだってできますよ」と言う。「正方形と同じくらい簡単です」

3Dプリンターを使った建築市場は、当初は中国の盈創建築科技（WinSun）が独占していた。同社は14年、セメントと砂とリサイクル素材の混合剤で住宅10軒を1日で建てることに成功したほか、6階建てのアパートやオフィスビル、延べ床面積11,000平方フィートのマンションなどを「印刷」によってつくってみせた（トランプ大統領がメキシコとの国境に壁を建設すると息巻いたときは、それをプリントできると示唆したこともある）。

このころから、業界他社も建物を3Dプリントするというアイデアに興味を示すようになった。インクの代わりにモルタルを注入したプリンターを使って、小型住宅やアパート、ツリーハウスなどをつくる試みが行われた。

17年には、ロシアのスタートアップApis Corが建設現場に3Dプリンターを設置して、24時間で家を組み立てた。明るいオレンジ色で特殊なかまくらのような形をしたこの家の建築費は約1万ドルで、Apis Corもこの技術が貧困地域における住宅不足の解消につながるとの期待を示している。

ApisCorの広報担当者は「当社の技術で家をより早く、より安く建てることが可能になります。品質は十分で、人手も削減できます」と言う。「つまり、短期間で手頃な価格の住宅を大量に供給できるようになるのです」

3Dプリント技術の応用が試されたほかの分野と同様に、ある程度の規模や品質での商業化は難しいのではないかと危ぶむ声もある。New Storyのラフシはこれに対し、テクノロジーが発展途上国まで普及するのを待つつもりはないと話す。

「先進国の人々が住む気になるような家をプリントできるようになるのには、数年はかかるでしょう。ただ、わたしたちがプロジェクトを進める地域でなら、既存の技術でも十分に安全かつ高品質とみなされる家をつくることができます」と、彼女は説明する。

専用の3Dプリンターを開発

New StoryはICONとの協力を始める以前から、家をつくるための専用3Dプリンターのプロトタイプを何点か開発していた。プロトタイプは小型住宅ならプリントできたが、工場での利用を想定しており、悪天候や一時的な停電といった現場での厳しい稼働条件に耐えうるものではなかった。また交通インフラの整っていない地域でも現場まで簡単に運搬できるよう、小型かつ軽量であることが求められた。

ICONはアルミニウム製で構台に設置するタイプのプリンターを提案し、プロジェクトの要件に合わせた独自の混合剤も開発した。インクのようにプリンターからスムーズに流れ出るようにするため、モルタルの粘度は低く抑える必要があるが、同時に十分な強度も確保しなければならない。

硬化のスピードも、早過ぎても遅過ぎてもいけない。早く硬化すると次の層ときちんと接着しないからで、バラードは「硬化した層を積み上げただけでは、積み木のように押しただけでバラバラになってしまいます」と話す。

New Storyはさらにもう1つ条件を付けた。現地で入手できないような特殊な素材は使わない。つまり、輸入の必要があってはならないということだ。最後に専用ソフトウェアも開発して、各国でのさまざまな需要に合わせて家をカスタマイズできるようにした。

オースティンでこの新しい3Dプリンターをテストしたときには、予想もしていなかった事態も起きたという。コンクリート用のポンプはしょっちゅう詰まるし、激しい雨でいくつかの部品が故障した。

バラードは「8層くらいプリントするごとに機械を止めて、すべてを掃除しなければなりませんでした。止めては掃除の繰り返しです」と言う。しかし最終的には完成した。そして出来上がった家は、オースティンの建築基準をすべて満たすものだった。

ラフシによると次のステップは、このプリンターをエルサルバドルに運ぶことだ。New Storyは年内に、同国で初となる3Dプリンターハウスの住宅コミュニティーの建設を計画している。成功するか、それともこれまでにも数多くあった計画倒れの3Dプリントプロジェクトの仲間入りに終わるのかは、まだわからない。

ただ、オースティンの家は内部を実際に歩き回ることもできた。スタート地点としては期待できるものではないだろうか。

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TEXT BY ARIELLE PARDES

EDITED BY CHIHIRO OKA