ABB Robotics и Serendix: 3D-печать первой железнодорожной станции Японии

Как ABB Robotics и 3D-печать революционизируют железнодорожную инфраструктуру Японии

Строительная отрасль сейчас переживает трансформационный сдвиг, вызванный промышленной автоматизацией. В знаковом проекте компания Serendix сотрудничала с ABB для строительства первой в Японии железнодорожной станции, напечатанной на 3D-принтере. Эта инициатива решает критические проблемы, такие как устаревшая инфраструктура и нехватка рабочей силы, одновременно демонстрируя точность современной автоматизации производства.

Решение проблемы устаревшей инфраструктуры

Japan Railway West (JR West) управляет обширной сетью из 1200 станций, многие из которых были построены десятилетия назад. Оригинальное деревянное здание станции Хацуcима было построено в 1948 году и требовало срочной реконструкции. Однако традиционные методы строительства становятся всё труднее реализуемыми. В Японии сокращается численность рабочей силы, а стоимость материалов стремительно растёт. В результате JR West искала инновационное решение для поддержания высокого уровня обслуживания без длительных сроков, характерных для традиционного строительства.

Робототехническая точность преодолевает нехватку рабочей силы

Для решения этих логистических проблем Serendix использовала робота ABB IRB 6700 в сочетании с передовой технологией 3D-печати. В отличие от традиционного заливания на месте, робот изготавливал конструктивные элементы в условиях фабрики. Эта система управления обеспечивала исключительную точность и стабильность. Перенос нагрузки на роботизированную ячейку позволил сократить потребность в квалифицированном ручном труде. Кроме того, такой подход снизил влияние роста заработных плат в строительном секторе.

Ускоренные сроки благодаря автоматизации производства

Эффективность этого автоматизированного подхода поражает по сравнению с традиционными методами. Типичная замена деревянных конструкций заняла бы два месяца работы на месте. В то время как 3D-печатная станция была собрана за одну ночь. Такое быстрое развертывание обеспечило отсутствие сбоев для 1,7 миллиона ежедневных пассажиров JR West. Использование 7-осевой системы— достигнутое за счёт добавления оси перемещения к роборуке — обеспечило необходимый охват для крупногабаритных компонентов.

Передовые технологии сопла и свобода дизайна

Ключевым техническим прорывом в этом проекте стало использование двухкомпонентной (2K) технологии сопла Vertico. Стандартные 1K-сопла часто испытывают трудности с точностью и распределением материала. Однако 2K-система обеспечивает в четыре раза большую точность по сравнению с более старыми моделями. Она сокращает разбрызгивание раствора на 75%, позволяя создавать сложные геометрические текстуры. В результате Serendix смогла включить в бетонный фасад местные культурные мотивы, такие как скульптурный мандарин.

Экспертное мнение: будущее автономного строительства

С точки зрения отрасли, этот проект сигнализирует о переходе к «тёмным фабрикам» в строительстве. Господин Сато из Serendix видит будущее, в котором искусственный интеллект (ИИ) будет полностью управлять процессом настройки. В настоящее время эти системы требуют минимального вмешательства человека во время цикла печати. Интегрируя сенсоры зрения и ИИ, отрасль сможет достичь полной автоматизации от исходных проектных данных до готового продукта. Эта эволюция, вероятно, выйдет за рамки утилитарных зданий и охватит высококлассную архитектуру, такую как отели и виллы.

Экономия и эффективность использования материалов

Экономические данные показывают, что 3D-печать обеспечивает значительные финансовые преимущества. Serendix сообщает о снижении затрат на 30%–50% по сравнению с традиционными методами. Поскольку программируемый логический контроллер (ПЛК) управляет роботом, материал наносится только там, где это необходимо, что практически исключает отходы. Более того, возможность использовать раствор в качестве основного материала упрощает цепочку поставок. Таким образом, эта технология является надёжной защитой от волатильности мировых цен на материалы.

Сценарии применения 3D-роботизированной печати

• Общественная инфраструктура: Быстрая замена автобусных остановок, железнодорожных платформ и небольших служебных зданий в зонах с интенсивным движением.

• Помощь при стихийных бедствиях: Быстрое развертывание аварийного жилья или командных центров после природных катастроф.

• Индивидуальная архитектура: Создание сложных, нелинейных фасадов для роскошных отелей и жилых вилл, которые слишком дороги для традиционного формования.

• Промышленные корпуса: Специализированные автоматизированные производственные корпуса для чувствительного DCS или ПЛК оборудования в суровых условиях.