В Японии напечатали железнодорожную станцию на 3D-принтере, и она уже работает

В японском городе Арида построили первую в мире железнодорожную станцию из элементов, напечатанных на 3D-принтере. Конструкцию собрали за одну ночь — в промежутке между последним вечерним и первым утренним поездом. Движение по линии не прерывалось ни на минуту. Этот проект — совместная работа компании Serendix, железнодорожного оператора JR West и швейцарского производителя роботов ABB. И это уже не единичный эксперимент: в Японии уже напечатали двухэтажный дом, в котором можно жить.

Первая в Японии железнодорожная станция Хацусима, напечатанная на 3D-принтере

Как построили станцию за ночь с помощью 3D-печати

Обычно строительство или реконструкция железнодорожных объектов — долгая история. По оценке Serendix, станцию аналогичного размера из обычного железобетона строили бы один-два месяца. Всё это время приходится ограничивать движение поездов, перекрывать платформы, терпеть шум и пыль. Для небольших сельских станций, которых в Японии тысячи, это особенно неудобно — бюджет скромный, а пассажирам деваться некуда. Не удивительно, что всё больше внимания привлекают строительные 3D-принтеры, способные резко ускорить такие работы.

Станцию Хацусима создали из четырёх элементов, напечатанных на 3D-принтере на заводе, а затем собрали прямо на месте. По данным Serendix, сборка четырёх модулей на площадке заняла около двух часов. Металлические стержни вставили в крепёжные отверстия и зафиксировали клеем. Полный цикл работ — включая демонтаж старой постройки, подготовку фундамента и установку нового здания — уложился в шестичасовое окно между последним и первым поездом.

Робот ABB сыграл ключевую роль на этапе заводской печати: промышленный манипулятор наносил строительную смесь слой за слоем с высокой точностью. Это позволило создать детали сложной формы, которые при традиционном бетонировании потребовали бы дорогой опалубки. Похожие системы уже использовались, когда строительный робот напечатал самое большое здание и побил рекорд.

Процесс печати станции занял около недели

Как устроена 3D-печатная станция Хацусима в Японии

Проект реализован для станции Хацусима на линии Кисэй в городе Арида, префектура Вакаяма, совместно с JR West и архитектурным бюро Neuob. Новое здание заменило деревянную постройку 1948 года — старая станция пришла в негодность после почти 80 лет эксплуатации на морском побережье.

Павильон имеет арочную крышу и занимает 6,3 метра в ширину, 2,1 метра в глубину и 2,6 метра в высоту. По площади это около 10 квадратных метров — маленькая, но полноценная станция с навесом и зоной ожидания. На стенах изображены мандарины и рыба-сабля — символы региона Арида, выполненные в виде 3D-рельефа, что было бы крайне дорого при обычном бетонном строительстве.

Интересная деталь: элементы печатались вертикально, а не горизонтально, как обычно. После печати их поворачивали на 90 градусов. Это уменьшает видимость следов дождя на фасаде и упрощает обслуживание здания.

Ночная сборка станции. Декоративный элемент, который вы видите на здании, это мандарин (один из символов символы региона Арида).

По заявлению JR West, здание обладает сейсмостойкостью, сопоставимой с домами из железобетона — критически важное качество для Японии. Конструкция состоит из четырёх блоков, напечатанных из строительного раствора (морта) и усиленных заливкой бетона.

Почему 3D-печать зданий дешевле и быстрее обычного строительства

Главное преимущество — отсутствие опалубки. В классическом бетонном строительстве для каждой стены нужна форма, куда заливают раствор. Если стена прямая — это относительно просто. Но стоит добавить арку, изгиб или рельефный декор, и стоимость опалубки взлетает. При формовке любая фигура сложнее прямоугольника требует нестандартных рам и дополнительных опор, тогда как 3D-печать позволяет создавать сложные формы без лишних затрат.

По данным The Japan Times, стоимость строительства станции Хацусима составила примерно половину от цены аналогичного сооружения из обычного железобетона. А фактическое время сборки оказалось даже меньше первоначальной оценки в шесть часов — менее трёх часов.

Схема работы выглядит так: элементы печатаются на заводе Serendix, проходят дополнительную обработку (армирование, заливка бетоном), затем доставляются на площадку и монтируются. В случае Хацусимы модули даже привезли по железной дороге — логично, учитывая, что станция стоит прямо на путях.

Робот ABB IRB 6700, использовавшийся при строительстве

Япония строит станции с помощью 3D-печати — зачем?

Япония столкнулась с сокращением рабочей силы из-за старения населения. Строительная отрасль страдает от этого особенно сильно: средний возраст рабочих растёт, а молодёжь не спешит на стройплощадки. Одновременно растут цены на материалы и оплату труда.

У JR West — одного из крупнейших операторов Японии — множество маленьких станций на сельских линиях, многие из которых были построены ещё в середине XX века и требуют замены. Традиционная реконструкция — долгая, дорогая и требует бригады квалифицированных рабочих. 3D-печать решает сразу несколько проблем: нужно меньше людей, строительство быстрее, а стоимость ниже. Не случайно её всё чаще включают в список строительных технологий, которые могут изменить мир.

JR West выбрала именно Хацусиму из-за прибрежного расположения — это позволит оценить, как здание выдерживает солёный морской воздух. Компания также планирует оценить затраты на строительство и обслуживание, чтобы понять, стоит ли масштабировать технологию на другие станции.

Робот ABB в процессе работы

Где применяют 3D-печать в строительстве по всему миру

Станция Хацусима — не первый крупный проект Serendix. В 2022 году компания построила свой первый 3D-печатный дом Sphere — сферическое здание из железобетона площадью менее 10 кв. м, собранное менее чем за 24 часа, стоимостью около 3 млн иен (примерно $25 500). Позже появилась модель Fujitsubo — одноэтажный дом площадью 50 кв. м по цене 5,5 млн иен (около $37 700), печатаемый за 44 с половиной часа.

В 2024 году Serendix приобрела три новых строительных 3D-принтера, доведя общее число до восьми, с планами увеличить до двенадцати к концу 2025 года. Среди них — портальные принтеры для крупных объектов площадью до 100 кв. м и принтеры с роботизированной рукой для детализированной печати.

ABB, в свою очередь, давно работает с 3D-печатью в строительстве. В Германии промышленный робот ABB IRB 6700 использовался для печати нового здания Красного Креста — первого нежилого 3D-печатного здания в стране. Программное обеспечение ABB поддерживает различные процессы аддитивного производства, включая сварку, печать гранулами и бетоном.

Еще больше познавательных материалов вы найдете в нашем Telegram-канале. Обязательно подпишитесь!

Станция Хацусима — первый шаг в изучении возможностей 3D-печати для железнодорожной инфраструктуры. JR West и Serendix намерены проанализировать затраты и требования к обслуживанию, чтобы решить, подходит ли технология для других станций. Полноценное открытие станции с турникетами и терминалами оплаты запланировано на июль.

Если эксперимент окажется удачным, последствия могут выйти далеко за пределы Японии. Небольшие транспортные сооружения — остановки, павильоны, технические здания — есть в каждой стране, и их обслуживание стоит дорого. Возможность напечатать и собрать такое здание за одну ночь без остановки движения — это не просто технологическая демонстрация, а потенциально новый стандарт для обновления стареющей инфраструктуры по всему миру.