JP7295311B2 - 立体構造物の製造方法 - Google Patents
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Description
これに対し、シート成形体をブロー成形、射出成形、回転成形、真空成形などによって成型加工して製造する方法もあるが、現場施工された構造物の形状は多様であるため、全ての形状に対して金型を作成する必要があり、莫大な費用がかかる。また、成型加工品を用いることとしても、現場施工された構造物の形状が設計図通りではない場合があり、構造物と成型加工品とを施工現場にて接合する際に、成型加工品を無理に変形させて接合させるなど、作業性が悪く、接合後の品質が好ましくない状態になる虞がある。
本発明の請求項1記載の立体構造物の製造方法は、現場構築物11における表面の一部分を被接合面21として、この被接合面21の略中央部に設けられる貫通穴23に通じる管部25として増設される増設部17の三次元の増設部外形状データを予め用意するステップと、
前記被接合面21を現場にて計測して三次元の被接合面形状データを得るステップと、
前記被接合面21の略中央部に前記増設部17を配置したときに、前記増設部17の外周と前記被接合面21の輪郭とに挟まれる形状部分を、前記被接合面形状データ及び前記増設部外形状データからフランジ部としてののりしろ部19となる三次元ののりしろ部形状データとして前記現場にて算出するステップと、
前記増設部外形状データ及び前記のりしろ部形状データから三次元の成形データを前記現場にて算出するステップと、
前記成形データに基づき前記現場にて増設部17及びのりしろ部19を一体に備えるフランジ付管となる立体構造物15,29を前記現場にて3Dプリンタ27により各層体ごとに積層して形成するステップと、
を含むことを特徴とする。
3Dプリンタ27を用いた立体構造物の形成では、上記の増設部外形状データと、被接合面形状データとからなる成形データが必要となる。このうち、管部25となる増設部17を形成するための増設部外形状データは、予め生成しておくことができる。一方、被接合面形状データは、3Dスキャナを用いたパターン投影計測などにより、被接合面21をレーザースキャン等して得ることができる。つまり、立体構造物を形成するためのデータは、現場にて全て揃えることができる。これに加え、得られた成形データに基づき立体構造物を形成する3Dプリンタ27が現場に持ち込まれていれば、成形データの確立から製品形成までが連続した工程で現場にて実現可能となる。
3Dプリンタ27に使用される素材は、遮水シート13と同じ素材とすることができる。3Dプリンタ27により形成される立体構造物は、増設部17とのりしろ部19を継目なく一体化した成形品となる。
これにより、例えば現場で施工困難な箇所の3Dスキャニングを行い、画像データを読み込みモデリングし3D図面を起こし、その形状に応じた立体構造物をその場で3Dプリンタ27により形成することができる。このため、様々な現場の困難箇所において適応可能な継目のないフランジ付管となる立体構造物15,29を、専用の金型を用いることなく高品質で得ることができる。
そして、この立体構造物の製造方法によって得られる立体構造物15,29では、管部25の外周面に、のりしろ部19としてのフランジ部が形成され、具体的にはフランジ付傾斜管15やフランジ付垂直管29となる。この立体構造物15,29は、例えば一般・産業廃棄物埋立処分場において遮水シート13で覆われた法面から突出する排水管部分等に用いることができる。管部25は、排水管に外挿される。のりしろ部19は、排水管が貫通したシート貫通穴周縁の遮水シート表面に熱溶着により密着固定される。管部25の外周面は、環状に形成されるのりしろ部19の内側縁部に連続して一体に形成される。このため、排水管と遮水シート13との間を高い水密性で塞ぐことができる。
前記被接合面21を現場にて計測して三次元の被接合面形状データを得るステップと、
前記被接合面21である隅部33の略中央に前記増設部17を配置したときに、前記増設部13の外周と前記被接合面21の輪郭とに挟まれ前記隅部33におけるそれぞれの面に密着固定が可能となる環状部分をのりしろ部19とし、前記被接合面形状データ及び前記増設部外形状データから三次元ののりしろ部形状データとして前記現場にて算出するステップと、
前記増設部外形状データ及び前記のりしろ部形状データから三次元の成形データを前記現場にて算出するステップと、
前記成形データに基づき前記現場にて増設部17及びのりしろ部19を一体に備える立体構造物31,41を3Dプリンタにより各層体ごとに積層して形成するステップと、
を含むことを特徴とする。
3Dプリンタ27を用いた立体構造物の形成では、上記の増設部外形状データと、被接合面形状データとからなる成形データが必要となる。このうち、閉塞部35となる増設部17を形成するための増設部外形状データは、予め生成しておくことができる。一方、被接合面形状データは、3Dスキャナを用いたパターン投影計測などにより、被接合面21をレーザースキャン等して得ることができる。つまり、立体構造物を形成するためのデータは、現場にて全て揃えることができる。これに加え、得られた成形データに基づき立体構造物を形成する3Dプリンタ27が現場に持ち込まれていれば、成形データの確立から製品形成までが連続した工程で現場にて実現可能となる。
3Dプリンタ27に使用される素材は、例えば、遮水シート13と同じ素材とすることができる。3Dプリンタ27により形成される立体構造物は、増設部17とのりしろ部19を継目なく一体化した成形品となる。
これにより、例えば現場で施工困難な箇所の3Dスキャニングを行い、画像データを読み込みモデリングし3D図面を起こし、その形状に応じた立体構造物をその場で3Dプリンタ27により形成することができる。このため、様々な現場の困難箇所において適応可能な継目のない隅部閉鎖体となる立体構造物31,41を、専用の金型を用いることなく高品質で得ることができる。
この立体構造物の製造方法により得られる立体構造物31,41では、被接合面21が、入隅や出隅などの隅部33、或いは法面の変化点39(折れ点)となる。これらの被接合面21では、異なる角度で複数の面が交わる。のりしろ部19は、これら全ての面に亘って密着固定が可能となる環状に形成される。これにより、立体構造物31,41は、法面の変化点39や入隅を増設部17である閉塞部35にて水密に覆ったり、出隅に設けられる排水管を水密に覆ったりすることが容易に、安定した品質で可能となる。
前記増設部17と、前記のりしろ部19とが、異なる素材で形成されることを特徴とする。
この立体構造物15,29,31,41(37,45,55)は、増設部17と、のりしろ部19とが連続して一体となる。このため、立体構造物15,29,31,41(37,45,55)は、増設部17と、のりしろ部19との間に高い水密構造を得ることができる。のりしろ部19は、熱可塑性樹脂により形成されるので、現場構築物11の被接合面21が遮水シート13からなる場合、容易に熱溶着が可能となる。
これにより、立体構造物15,29,31,41(37,45,55)は、のりしろ部19を被接合面21に熱溶着するのみで、手作業による複雑形状の現場加工を不要として、それぞれの現場形状にあった継目のない遮水シート加工を、現場構築物11に対して容易に施すことができる。
また、この立体構造物の製造方法によれば、成形データを、現場に持ち込んだ3Dプリンタへ出力するだけで、現場形状にあった遮水シート加工品などの立体構造物を製造できるため、手作業により現場加工を行う場合の準備段階での手間を削減できる。
そして、立体構造物の製造方法で得られる立体構造物によれば、管部の外周面に、環状のフランジ部を継目なく一体化して成形でき、管部とフランジ部との間に高い水密性を付与することができる。
また、この立体構造物の製造方法によれば、成形データを、現場に持ち込んだ3Dプリンタへ出力するだけで、入隅や出隅などの隅部、法面の変化点(折れ点)など異なる角度で複数の面が交わる被接合面を有する現場形状にあった隅部閉鎖体などの立体構造物を製造できるため、手作業により現場加工を行う場合の準備段階での手間を削減できる。
そして、この立体構造物の製造方法で得られる立体構造物によれば、隅部におけるそれぞれの面にのりしろ部を密着固定して、現場ごとに異なる現場構築物の複雑な被接合面を水密に覆うことができる。
図1は本発明の実施形態に係る立体構造物の一例を現場構築物11の要部とともに表した斜視図である。
本実施形態に係る立体構造物は、例えば遮水シート13(防水シートを含む)などの特殊加工部品として用いることができる。
図2は管部25が垂直に形成される変形例1に係る立体構造物を現場構築物11の要部とともに表した斜視図である。
この変形例1に係る立体構造物は、フランジ付垂直管29となる。フランジ付垂直管29は、管部25の外周面に、面状ののりしろ部19が、管軸に垂直な向きで形成される。その他の構成は、フランジ付傾斜管15と同じである。
このフランジ付垂直管29は、例えば地面から垂直に突出する柱や管と、地面に敷設した遮水シート13、或いは遮水板との間を水密に塞ぐことができる。
この変形例2に係る立体構造物は、隅部閉鎖体31となる。隅部閉鎖体31の被接合面21は、異なる角度で複数の面が交わる隅部33となる。隅部閉鎖体31における増設部17は、閉塞部35となる。閉塞部35は、隅部33の略中央に相当する位置に配置される。のりしろ部19は、閉塞部35の外周に連続して一体に形成される。のりしろ部19は、隅部33におけるそれぞれの面に密着固定が可能となった環状に形成される。
この隅部閉鎖体31によれば、例えば入隅部分の穴を塞ぐことができる。隅部閉鎖体31は、隣り合う両壁と、底部分との3面に対応する3つの面部を有したのりしろ部19からなり、こののりしろ部19に包囲されて隅部分を覆う閉塞部35を有するので、のりしろ部19を加熱溶着することで、入隅部分に空いた穴を水密に塞ぐことができる。
この変形例3に係る立体構造物は、管付隅部閉鎖体37となる。管付隅部閉鎖体37の被接合面21は、異なる角度で複数の面が交わる出隅部となる。管付隅部閉鎖体37は、例えば、出隅部分にドレンパイプなどの管部25を増設する際に用いられる。管付隅部閉鎖体37は、隅形状部分とパイプ部分とが、予め形成される立体構造物となる。管付隅部閉鎖体37は、のりしろ部19を出隅部の3つの面に加熱溶着するのみで、複雑な構造の被接合面21に、管部25を水密構造で容易に増設することができる。
この変形例4に係る立体構造物は、隅部閉鎖体41となる。隅部閉鎖体41は、矩形板状の増設部17が、長辺に平行な折り曲げ線で折り曲げられた形状で形成される。隅部閉鎖体41は、処分場法面の変化点39、図5に示した変化点39は凹稜線部分であり、この変化点39における補修に用いることができる。隅部閉鎖体41は、異なる角度で交わる双方の法面に亘って接合される2つののりしろ部19を有する。2つののりしろ部19は、折り曲げ線で屈曲した閉塞部35の外周に連続して一体に形成される。
この隅部閉鎖体41によれば、変化点39における各面に接合される環状ののりしろ部分を備えるので、複雑な変化点39における穿孔補修なども容易に行うことができる。
この変形例5に係る立体構造物は、柱段部被覆体45となる。柱段部被覆体45は、異径柱の接続部分の外周を覆う。柱段部被覆体45は、柱段部43を直径を挟んで二分割される一対の半割体として形成することができる。この場合、一つの柱段部被覆体45は、大径柱47の半径方向に延在する段部面49を覆う半円環面部51を有する。柱段部被覆体45は、この半円環面部51の内周及び外周に、柱軸線方向に突出する半円弧状の一対ののりしろ部19を設けて形成される。
柱段部被覆体45によれば、これら一対の半割体を一組として、小径柱53と大径柱47の接続部分を覆うことができる。小径柱53と大径柱47のそれぞれに樹脂被覆が施されている場合、その段部において、のりしろ部19を樹脂被覆に熱溶着することにより、複雑な段部においても遮水構造を容易に得ることができる。なお、この場合、のりしろ部19に加えて、半円環面部51の円弧に沿う方向の両端同士も熱溶着される。
この変形例6に係る立体構造物は、柱基端被覆体55となる。柱基端被覆体55は、角柱57の基端(根元)と、基端が接続される平面部59とを覆う。柱基端被覆体55は、角柱57の軸線を挟んで二分割する一対の半割体として形成することができる。この場合、一つの柱基端被覆体55は、角柱57の外周半部を覆う樋状体の端に、平面部59と平行なのりしろ部19が連続して一体に形成される。この柱基端被覆体55では、増設部17とのりしろ部19とが同一部位となって兼用される。
柱基端被覆体55によれば、これら一対の半割体を一組として、柱基部と平面部59とを遮水被覆することができる。
図8は立体構造物の製造方法の手順を概略的に説明した概念図である。
本実施形態に係る立体構造物の製造方法は、増設部外形状データ準備ステップと、被接合面形状データ取得ステップと、のりしろ部形状データ算出ステップと、成形データ算出ステップと、立体構造物形成ステップと、を有する。
本実施形態に係る立体構造物では、現場構築物11における被接合面21の略中央部に相当する位置に配置される増設部17である管部25を有する。この増設部17は、被接合面21に接合されることなく現場形成される。増設部17には、のりしろ部19が現場形成される。のりしろ部19は、熱可塑性樹脂からなり、増設部17の外周に内側縁部が連続するとともに、外形状が被接合面21の輪郭に沿った形成となる。つまり、増設部17と、のりしろ部19とが連続する一体構造として立体構造物が現場形成される。
15…立体構造物(フランジ付傾斜管)
17…増設部
19…のりしろ部
21…被接合面
23…貫通穴
25…管部
27…3Dプリンタ
29…立体構造物(フランジ付垂直管)
31…立体構造物(隅部閉鎖体)
33…隅部
37…立体構造物(管付隅部閉鎖体)
41…立体構造物(隅部閉鎖体)
45…立体構造物(柱段部被覆体)
55…立体構造物(柱基端被覆体)
67…ノズル
Claims (3)
- 現場構築物における表面の一部分を被接合面として、この被接合面の略中央部に設けられる貫通穴に通じる管部として増設される増設部の三次元の増設部外形状データを予め用意するステップと、
前記被接合面を現場にて計測して三次元の被接合面形状データを得るステップと、
前記被接合面の略中央部に前記増設部を配置したときに、前記増設部の外周と前記被接合面の輪郭とに挟まれる形状部分を、前記被接合面形状データ及び前記増設部外形状データからフランジ部としてのりしろ部となる三次元ののりしろ部形状データとして前記現場にて算出するステップと、
前記増設部外形状データ及び前記のりしろ部形状データから三次元の成形データを前記現場にて算出するステップと、
前記成形データに基づき前記現場にて増設部及びのりしろ部を一体に備えるフランジ付管となる立体構造物を3Dプリンタにより各層体ごとに積層して形成するステップと、
を含むことを特徴とする立体構造物の製造方法。 - 現場構築物における表面の一部分における異なる角度で複数の面が交わる隅部を被接合面として、この被接合面である隅部の略中央に相当する位置に配置される増設部の三次元の増設部外形状データを予め用意するステップと、
前記被接合面を現場にて計測して三次元の被接合面形状データを得るステップと、
前記被接合面である隅部の略中央に前記増設部を配置したときに、前記増設部の外周と前記被接合面の輪郭とに挟まれ前記隅部におけるそれぞれの面に密着固定が可能となる環状部分をのりしろ部とし、前記被接合面形状データ及び前記増設部外形状データから三次元ののりしろ部形状データとして前記現場にて算出するステップと、
前記増設部外形状データ及び前記のりしろ部形状データから三次元の成形データを前記現場にて算出するステップと、
前記成形データに基づき前記現場にて増設部及びのりしろ部を一体に備える立体構造物を3Dプリンタにより各層体ごとに積層して形成するステップと、
を含むことを特徴とする立体構造物の製造方法。 - 前記増設部と、前記のりしろ部とが、異なる素材で形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の立体構造物の製造方法。
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