ABB Robotics un Serendix: 3D drukāšana Japānas pirmajai dzelzceļa stacijai

Kā ABB robotika un 3D drukāšana revolucionē Japānas dzelzceļa infrastruktūru

Būvniecības nozare pašlaik piedzīvo pārmaiņu vilni, ko virza rūpnieciskā automatizācija. Vēsturiskā projektā Serendix sadarbojās ar ABB, lai uzbūvētu Japānas pirmo 3D drukāto dzelzceļa staciju. Šī iniciatīva risina būtiskas problēmas, piemēram, novecojošu infrastruktūru un darbaspēka trūkumu, vienlaikus demonstrējot mūsdienu fabrikas automatizācijas precizitāti.

Novecojušas infrastruktūras krīzes risināšana

Japan Railway West (JR West) pārvalda plašu 1 200 staciju tīklu, no kurām daudzas ir celtniecības gadiem senas. Oriģinālā koka konstrukcija Hatsushima stacijā tika uzbūvēta 1948. gadā un prasīja steidzamu atjaunošanu. Tomēr tradicionālās būvniecības metodes kļūst arvien grūtāk īstenojamas. Japāna saskaras ar samazinātu darbaspēku un strauji augošām materiālu izmaksām. Tāpēc JR West meklēja inovatīvu risinājumu, lai saglabātu augstu pakalpojumu līmeni bez ilgām gaidīšanas reizēm, kas raksturīgas tradicionālajai būvniecībai.

Robotu precizitāte pārvar darbaspēka trūkumu

Lai pārvarētu šos loģistikas izaicinājumus, Serendix izmantoja ABB IRB 6700 robotu ar modernu 3D drukāšanas tehnoloģiju. Atšķirībā no tradicionālās vietējās liešanas, robots ražoja konstrukcijas elementus rūpnīcas apstākļos. Šis vadības sistēma nodrošināja izcilu precizitāti un konsekvenci. Pārvietojot darba slodzi uz robotizētu šūnu, uzņēmums samazināja nepieciešamību pēc kvalificēta manuālā darba. Turklāt šī pieeja mazināja strauji augošo algas izmaksu ietekmi būvniecības nozarē.

Paātrinātas termiņu īstenošanas, izmantojot fabriku automatizāciju

Šīs automatizētās pieejas efektivitāte ir pārsteidzoša salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm. Parasts koka nomaiņas darbs būtu prasījis divus mēnešus uz vietas. Savukārt 3D drukātā stacija tika uzstādīta vienas nakts laikā. Šī ātrā ieviešana nodrošināja, ka 1,7 miljoni JR West ikdienas klientu netika traucēti. Izmantojot 7 asu sistēmu—pievienojot pārvietošanās asi robotizētajai rokai—tika nodrošināts nepieciešamais sasniedzamības līmenis lielu komponentu apstrādei.

Modernā sprauslu tehnoloģija un dizaina brīvība

Šī projekta galvenais tehniskais sasniegums ir Vertico divkomponentu (2K) sprauslu tehnoloģijas izmantošana. Standarta 1K sprauslām bieži ir grūtības ar precizitāti un materiāla izkliedi. Tomēr 2K sistēma nodrošina četrkārt lielāku precizitāti nekā vecākie modeļi. Tā samazina javas izkliedi par 75%, ļaujot radīt sarežģītas ģeometriskas tekstūras. Rezultātā Serendix varēja iekļaut vietējos kultūras motīvus, piemēram, izkaltu mandarīna apelsīnu, betona fasādē.

Ekspertu skatījums: autonomās būvniecības nākotne

Nozares skatījumā šis projekts iezīmē virzību uz "tumšajām fabrikām" būvniecībā. Serendix pārstāvis Sato kungs paredz nākotni, kurā mākslīgais intelekts (AI) pārvaldīs visu uzstādīšanas procesu. Pašlaik šīs sistēmas prasa minimālu cilvēka iejaukšanos drukas cikla laikā. Integrējot redzes sensorus un AI, nozare var sasniegt pilnīgu automatizāciju no sākotnējiem dizaina datiem līdz gatavam produktam. Šī attīstība, visticamāk, paplašināsies arī ārpus komunālajām ēkām uz augstas klases arhitektūru, piemēram, viesnīcām un villām.

Izmaksu ietaupījumi un materiālu efektivitāte

Ekonomiskie dati rāda, ka 3D drukāšana sniedz būtiskas finansiālas priekšrocības. Serendix ziņo par izmaksu samazinājumu no 30% līdz 50% salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm. Tā kā PLC vadītais robots uzklāj materiālu tikai tur, kur tas nepieciešams, atkritumu gandrīz nav. Turklāt iespēja izmantot javu kā galveno materiālu vienkāršo piegādes ķēdi. Tādējādi šī tehnoloģija nodrošina spēcīgu aizsardzību pret globālo materiālu cenu svārstībām.

3D robotizētās drukāšanas pielietošanas scenāriji

• Publiskā infrastruktūra: Ātra autobusu pieturu, dzelzceļa platformu un nelielu komunālo ēku nomaiņa intensīvas satiksmes zonās.

• Ārkārtas palīdzība: Ātra ārkārtas mājokļu vai vadības centru izvietošana pēc dabas katastrofām.

• Pielāgota arhitektūra: Sarežģītu, nelineāru fasāžu radīšana luksusa viesnīcām un dzīvojamām villām, kuras tradicionāli būtu pārāk dārgas veidot.

• Rūpnieciskās aizsargkonstrukcijas: Speciālas fabrikas automatizācijas konstrukcijas jutīgai DCS vai PLC iekārtai skarbos apstākļos.