Japonia wykorzystuje druk 3D do budowy dworców kolejowych
Japońska spółka kolejowa JR West zastąpiła stary budynek stacji w mieście Arida nowym, wydrukowanym w technologii 3D z cementu. Elementy przygotowano w hali firmy Serendix, a montaż na miejscu zajął zaledwie kilka godzin między ostatnim a pierwszym porannym pociągiem. To eksperyment, który — jeśli się sprawdzi — może zapoczątkować nowy trend w budownictwie kolejowym.
Możliwości druku 3D już dawno wykroczyły poza urządzenia mieszczące się na biurku. Drukarki 3D są coraz częściej wykorzystywane w budownictwie aby przyspieszyć proces konstrukcji i ograniczyć ślad węglowy, a także odpowiedzieć na problemy starzejącego się społeczeństwa i brakującej siły roboczej. Możliwości druku 3D od dawna wykraczają poza domowe zastosowania, a podstawą każdego wydruku pozostają wysokiej jakości filamenty do drukarek 3D.
Japońska spółka kolejowa West Japan Railway Group, w skrócie nazywana JR West, zwróciła się w stronę technologii 3D aby zastąpić stary, zniszczony budynek stacji kolejowej w mieście Arida w prefekturze Wakayama.
Wykorzystać zalety i obejść wady - inżynierowie z Osaki doskonalą druk 3D w cemencie
Nowa stacja kolejowa w Arida składa się głównie z cementu. Drukowanie w 3D przy użyciu cementu nie jest czymś nowym, ale niesie za sobą wiele wyzwań. Poważnym problemem jest dokładne kontrolowanie temperatury i konsystencji cementu przy wytłaczaniu. To z kolei sprawia, że powodzenie drukowania struktury na miejscu zależy w dużym stopniu od warunków atmosferycznych i niesie za sobą ryzyko opóźnień. Do wymagających, wytrzymałych konstrukcji sprawdzą się specjalistyczne filamenty inżynieryjne.
Przy konstrukcji stacji kolejowej w Arida udało się uniknąć tego problemu. Odpowiedzialna za konstrukcję firma z Osaki Serendix wydrukowała fundamenty i ściany stacji w hali produkcyjnej, a następnie przetransportowała je na miejsce gdzie zostały połączone i umocnione.
Jednocześnie projektanci wykorzystali zalety drukowania 3D aby uatrakcyjnić model nowej stacji. Malutki budynek, mający powierzchnię zaledwie 10 metrów kwadratowych, ma estetyczny, zaokrąglony dach, a na ścianach reliefy mandarynek mikan i ryby pałasz, które są lokalnymi specjalnościami miasta. Takie zdobienia łatwiej wykonać w budynkach cementowych drukowanych technologią 3D. W tradycyjnej metodzie konstrukcji konieczne jest wykonanie form z drewna lub metalu, do których wlewa się płynny cement do zastygnięcia, a to z kolei znacznie utrudnia uzyskanie ścian innych niż płaskie, umieszczone pod kątem prostym.
Nowy dworzec w jedną noc
Budynek stacji, który został zastąpiony wydrukiem 3D znajduje się na linii kolejowej JR Kisei Main Line. Choć to tylko niewielki wiejski przystanek kolejowy, służy lokalnej społeczności przemieszczającej się do pracy i pielgrzymom do pobliskich świątyń.
Nowy budynek stacji był potrzebny ponieważ w Japonii, zarówno sprzedaż jak i kontrola biletów jest zautomatyzowana. Wewnątrz każdej stacji zainstalowane są bramki, które można przekroczyć tylko po zeskanowaniu ważnego biletu na określoną kwotę, karty prepaid lub aplikacji, będącej cyfrową wersją karty. Nawet małe stacje są także wyposażone w automaty w których możesz dokupić bilet lub zasilić konto. To dlatego, że bilet lub kartę trzeba zeskanować także przy wyjściu ze stacji, żeby zapewnić że podróżny zapłaci za przejazd dokładnie tyle ile powinien. Wyczerpane bilety tradycyjne są “połykane” przez maszynę, zaś niewykorzystane są zwracane.
To właśnie ze względu na biletomaty spółka JR West nie mogła sobie pozwolić na przerwę w funkcjonowaniu stacji. Dzięki przygotowaniu elementów do złożenia w technologii druku 3D, całość operacji, od rozebrania starego drewnianego budynku do zainstalowania nowego zajęła tylko kilka godzin. W Japonii, podobnie jak w Polsce, pociągi nie jeżdżą całą noc, a przerwa między ostatnim i pierwszym porannym pociągiem wystarczyła aby wymienić strukturę na wydrukowaną w 3D.
Początek nowego trendu?
Jak na razie wydrukowany w 3D dworzec w Arida jest tylko eksperymentem. Jeśli jednak pomysł się sprawdzi, spółka JR West jest otwarta na rozszerzenie projektu. Jeśli planujesz własne projekty wymagające trwałości i odporności, warto rozważyć filamenty PETG o dużej wytrzymałości.
Gdzie powstała wydrukowana w 3D stacja kolejowa?
Stacja powstała w mieście Arida w prefekturze Wakayama w Japonii, na linii kolejowej JR Kisei Main Line. Za projekt odpowiada spółka kolejowa JR West.
Jak długo trwał montaż nowej stacji?
Cała operacja — od rozebrania starego drewnianego budynku do zainstalowania nowego — zajęła tylko kilka godzin. Wymiany dokonano nocą, w przerwie między ostatnim a pierwszym porannym pociągiem.
Jakie są zalety druku 3D w cemencie wobec tradycyjnej konstrukcji?
Druk 3D nie wymaga wykonywania form z drewna lub metalu i pozwala łatwo uzyskać zaokrąglone ściany, reliefy oraz zdobienia. Przygotowanie elementów w hali eliminuje też zależność od warunków atmosferycznych i ryzyko opóźnień.
Dlaczego JR West nie mogła pozwolić sobie na przerwę w działaniu stacji?
W Japonii sprzedaż i kontrola biletów jest w pełni zautomatyzowana — bramki oraz automaty biletowe są niezbędne do funkcjonowania stacji. Z tego powodu przerwa w działaniu byłaby problematyczna, dlatego postawiono na szybki montaż elementów wydrukowanych w 3D.
Czy taka technologia będzie stosowana częściej?
Na razie dworzec w Arida jest eksperymentem. Jeśli jednak pomysł się sprawdzi, spółka JR West jest otwarta na rozszerzenie projektu i wykorzystanie druku 3D przy kolejnych stacjach.
Copywriterka w redakcji print24.com.pl od 2024 roku. Tworzy przejrzyste poradniki, które pomagają dobrać odpowiednie materiały eksploatacyjne do drukarek, i przybliża czytelnikom nowinki ze świata drukowania. Z wykształcenia magister filologii angielskiej ze specjalnością tłumaczeniową, posługuje się polskim, angielskim i japońskim. Prywatnie — pasjonatka kultury Dalekiego Wschodu, podróży i fotografii.