日本建成全球首座3D打印火車站

2025年4月17日，南極熊獲悉，日本即將開放全球首座采用3D打印技術(shù)建造的火車站。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，但尚未正式投入運營。JR West計劃在完成包括售票機和刷卡器在內(nèi)的內(nèi)部設(shè)施安裝后，于今年7月正式向乘客開放。屆時，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。

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

新建的車站為單層建筑，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”（Tachiuo）為靈感的藝術(shù)圖案。


△ 工作人員在夜間于火車站工作

該項目最引人注目的特點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，隨后在夜間運至車站現(xiàn)場進行組裝，最大限度地減少了對日間列車運行的干擾。從現(xiàn)場準備到最終完成組裝的整個流程，被精心設(shè)計安排在夜間末班車結(jié)束后至次日首班車發(fā)車前的六小時內(nèi)完成。

得益于3D打印技術(shù)，工程建設(shè)得以快速推進。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打印工藝無需使用模板，這意味著材料浪費更少，同時也賦予了設(shè)計更大的自由度。

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23小時便建造完成。在此成功基礎(chǔ)上，Serendix又推出了專為兩人居住設(shè)計的50平方米住宅“serendix50”，其建造時間可縮短至45小時以內(nèi)，成本約為550萬日元（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打印車站所取代

2024年，Serendix公司進一步擴張，新購置了三臺建筑3D打印機，設(shè)備總數(shù)達到八臺，并計劃在2025年底前增加至十二臺。作為“關(guān)聯(lián)輸出工廠”戰(zhàn)略的一部分，這些打印機被部署在日本的熊本、千葉、沖繩等多個地點。該公司同時運用兩種類型的打印機：能夠處理高達100平方米大面積打印的龍門式打印機，以及擅長精細造型的機械臂式打印機。

初島站項目是探索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計劃對該項目的成本效益及后期維護進行深入研究，以評估此方法是否適用于其他車站的建設(shè)。同時，該項目積極響應(yīng)了聯(lián)合國提出的多項可持續(xù)發(fā)展目標（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)。