ABB Robotics & Serendix: stampa 3D della prima stazione ferroviaria del Giappone

Come ABB Robotics e la stampa 3D stanno rivoluzionando l'infrastruttura ferroviaria del Giappone

L'industria delle costruzioni sta attualmente affrontando un cambiamento trasformativo guidato dall'automazione industriale. In un progetto storico, Serendix ha collaborato con ABB per costruire la prima stazione ferroviaria stampata in 3D del Giappone. Questa iniziativa affronta sfide critiche come l'invecchiamento delle infrastrutture e la carenza di manodopera, mostrando al contempo la precisione della moderna automazione di fabbrica.

Affrontare la crisi delle infrastrutture invecchiate

Japan Railway West (JR West) gestisce una vasta rete di 1.200 stazioni, molte delle quali risalgono a decenni fa. La struttura originale in legno della stazione di Hatsushima è stata costruita nel 1948 e necessitava di un rinnovo urgente. Tuttavia, i metodi di costruzione tradizionali sono sempre più difficili da eseguire. Il Giappone affronta una forza lavoro in diminuzione e costi dei materiali in forte aumento. Di conseguenza, JR West ha cercato una soluzione innovativa per mantenere i suoi elevati standard di servizio senza i lunghi tempi di attesa delle costruzioni convenzionali.

La precisione robotica supera la carenza di manodopera

Per risolvere questi ostacoli logistici, Serendix ha impiegato un robot ABB IRB 6700 integrato con tecnologia avanzata di stampa 3D. A differenza della tradizionale colata in loco, il robot ha prodotto elementi strutturali in un ambiente di fabbrica. Questo sistema di controllo ha permesso una precisione e una coerenza estreme. Spostando il carico di lavoro su una cella robotica, l'azienda ha ridotto la necessità di manodopera manuale qualificata. Inoltre, questo approccio ha mitigato l'impatto dell'aumento dei salari nel settore delle costruzioni.

Tempi accelerati grazie all'automazione di fabbrica

L'efficienza di questo approccio automatizzato è sorprendente rispetto ai metodi tradizionali. Una sostituzione tipica in legno avrebbe richiesto due mesi di lavoro in loco. Al contrario, la stazione stampata in 3D è stata assemblata in una sola notte. Questa rapida realizzazione ha garantito zero interruzioni per i 1,7 milioni di clienti giornalieri di JR West. L'uso di un sistema a 7 assi—ottenuto aggiungendo un asse di traslazione al braccio robotico—ha fornito la portata necessaria per componenti di grande scala.

Tecnologia avanzata degli ugelli e libertà di design

Una svolta tecnica chiave in questo progetto è l'uso della tecnologia a due componenti (2K) degli ugelli di Vertico. Gli ugelli standard 1K spesso faticano in termini di precisione e diffusione del materiale. Tuttavia, il sistema 2K offre una precisione quattro volte superiore rispetto ai modelli più vecchi. Riduce la diffusione della malta del 75%, permettendo texture geometriche intricate. Di conseguenza, Serendix ha potuto incorporare motivi culturali locali, come un mandarino scolpito, nella facciata in cemento.

Approfondimento esperto: il futuro della costruzione autonoma

Dal punto di vista industriale, questo progetto segnala una tendenza verso le "fabbriche oscure" nelle costruzioni. Il signor Sato di Serendix immagina un futuro in cui l'intelligenza artificiale (AI) gestirà l'intero processo di allestimento. Attualmente, questi sistemi richiedono un intervento umano minimo durante il ciclo di stampa. Integrando sensori visivi e AI, l'industria potrà raggiungere un'automazione completa dal dato progettuale iniziale al prodotto finito. Questa evoluzione probabilmente si estenderà oltre gli edifici di servizio fino ad architetture di alto livello come hotel e ville.

Risparmio sui costi ed efficienza dei materiali

I dati economici mostrano che la stampa 3D offre vantaggi finanziari significativi. Serendix riporta risparmi dal 30% al 50% rispetto ai metodi tradizionali. Poiché il robot controllato da PLC deposita materiale solo dove necessario, gli sprechi sono praticamente eliminati. Inoltre, la possibilità di usare la malta come mezzo principale semplifica la catena di approvvigionamento. Pertanto, questa tecnologia offre una solida protezione contro la volatilità dei prezzi globali dei materiali.

Scenari di applicazione per la stampa robotica 3D

• Infrastrutture pubbliche: Sostituzione rapida di pensiline per autobus, banchine ferroviarie e piccoli edifici di servizio in zone ad alto traffico.

• Soccorso in caso di calamità: Realizzazione rapida di alloggi di emergenza o centri di comando dopo disastri naturali.

• Architettura su misura: Creazione di facciate complesse e non lineari per hotel di lusso e ville residenziali troppo costose da modellare con metodi tradizionali.

• Involucri industriali: Alloggi specializzati di automazione di fabbrica per hardware sensibile DCS o PLC in ambienti difficili.