日本建成全球首座3D打印火車(chē)站

2025年4月17日，南極熊獲悉，日本即將開(kāi)放全球首座采用3D打印技術(shù)建造的火車(chē)站。這座全新的初島站（Hatsushima Station）坐落于大阪以南的有田市（Arida City），是西日本旅客鐵道株式會(huì)社（JR West）、其創(chuàng)新子公司JR West Innovations以及建筑3D打印領(lǐng)域的先驅(qū)企業(yè)Serendix三方通力合作的成果。


△ 已完成的初島站渲染圖

該車(chē)站的主體結(jié)構(gòu)已于2025年3月組裝完成，但尚未正式投入運(yùn)營(yíng)。JR West計(jì)劃在完成包括售票機(jī)和刷卡器在內(nèi)的內(nèi)部設(shè)施安裝后，于今年7月正式向乘客開(kāi)放。屆時(shí)，新建的初島站將取代建于1948年的原有木結(jié)構(gòu)站房，并有望成為日本鄉(xiāng)村地區(qū)現(xiàn)代化、高效率基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的典范。

此項(xiàng)目旨在解決日本鐵路系統(tǒng)面臨的兩大突出問(wèn)題：基礎(chǔ)設(shè)施老化和勞動(dòng)力短缺。采用傳統(tǒng)建筑方法進(jìn)行重建，尤其是在翻新老舊木質(zhì)車(chē)站時(shí)，往往耗時(shí)耗力。相比之下，3D打印技術(shù)顯著縮短了工期，并大幅降低了對(duì)勞動(dòng)力的依賴。

新建的車(chē)站為單層建筑，占地面積不足10平方米（約合107平方英尺）。其設(shè)計(jì)巧妙地融入了地方文化元素，墻面裝飾采用了以有田市兩大著名象征——“蜜柑”（Mikan）和“太刀魚(yú)”（Tachiuo）為靈感的藝術(shù)圖案。


△ 工作人員在夜間于火車(chē)站工作

該項(xiàng)目最引人注目的特點(diǎn)之一是極高的建造效率。3D打印的構(gòu)件在工廠預(yù)制完成，隨后在夜間運(yùn)至車(chē)站現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝，最大限度地減少了對(duì)日間列車(chē)運(yùn)行的干擾。從現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備到最終完成組裝的整個(gè)流程，被精心設(shè)計(jì)安排在夜間末班車(chē)結(jié)束后至次日首班車(chē)發(fā)車(chē)前的六小時(shí)內(nèi)完成。

得益于3D打印技術(shù)，工程建設(shè)得以快速推進(jìn)。與老舊的木質(zhì)結(jié)構(gòu)相比，全新的混凝土結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出更優(yōu)越的耐久性和抗腐蝕能力。此外，3D打印工藝無(wú)需使用模板，這意味著材料浪費(fèi)更少，同時(shí)也賦予了設(shè)計(jì)更大的自由度。

總部位于西宮市（Nishinomiya City）的Serendix公司一直是日本3D打印住宅領(lǐng)域的領(lǐng)軍者。該公司因在2022年建成“serendix10”而備受關(guān)注，這是一座10平方米的3D打印房屋，僅用時(shí)23小時(shí)便建造完成。在此成功基礎(chǔ)上，Serendix又推出了專(zhuān)為兩人居住設(shè)計(jì)的50平方米住宅“serendix50”，其建造時(shí)間可縮短至45小時(shí)以內(nèi)，成本約為550萬(wàn)日元（約合38,500美元）。


△ 初島站建于1948年，是一座木制建筑，如今已被3D打印車(chē)站所取代

2024年，Serendix公司進(jìn)一步擴(kuò)張，新購(gòu)置了三臺(tái)建筑3D打印機(jī)，設(shè)備總數(shù)達(dá)到八臺(tái)，并計(jì)劃在2025年底前增加至十二臺(tái)。作為“關(guān)聯(lián)輸出工廠”戰(zhàn)略的一部分，這些打印機(jī)被部署在日本的熊本、千葉、沖繩等多個(gè)地點(diǎn)。該公司同時(shí)運(yùn)用兩種類(lèi)型的打印機(jī)：能夠處理高達(dá)100平方米大面積打印的龍門(mén)式打印機(jī)，以及擅長(zhǎng)精細(xì)造型的機(jī)械臂式打印機(jī)。

初島站項(xiàng)目是探索3D打印技術(shù)在鐵路建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用潛力的初步嘗試。JR West與Serendix計(jì)劃對(duì)該項(xiàng)目的成本效益及后期維護(hù)進(jìn)行深入研究，以評(píng)估此方法是否適用于其他車(chē)站的建設(shè)。同時(shí)，該項(xiàng)目積極響應(yīng)了聯(lián)合國(guó)提出的多項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（SDGs），尤其是在創(chuàng)新、可持續(xù)城市及穩(wěn)固的伙伴關(guān)系等方面，為未來(lái)構(gòu)建更智能、更具韌性的基礎(chǔ)設(shè)施打下了良好的基礎(chǔ)。