3D打印将帮助英国建造新的高速HS2铁路连接线

2021-08-05 10:21啸云3D打印
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英国即将建成的高速2号(HS2)铁路网伦敦终点站的承包商透露,他们打算从明年开始在施工中使用3D打印。

使用一种被称为 "Printfrastructure "的技术,开发商的目标是在现场创建混凝土板,而不是把它们运到那里,在限制对现有线路的干扰的同时,释放持续的隧道建设。该试验将于2022年开始,在某些地区还将使用石墨烯填充的混凝土代替钢材,有可能使线路的建设比以前更加快速和可持续。

"Printfrastructure的3D钢筋混凝土打印所实现的自动化创造了一个类似工厂的环境,提供了高质量的产品,"承包商SCS JV的临时工程经理Andrew Duck说。"重要的是,我们要给Printfrastructure这样的技术以蓬勃发展的机会,因为它为行业提供了一步步改变的可能性。"

"Printfrastructure的钢筋混凝土3D打印既提高了材料的使用效率,又减少了我们的碳足迹。"

3D打印将帮助英国建造新的高速HS2铁路连接线
采用ChangeMaker 3D的技术可以帮助HS2回到正轨。图片来自HS2

快速推进停滞不前的HS2项目

在过去的20年里,英国的铁路旅行增加了一倍多,尽管投入了超过740亿英镑用于改善铁路网络,但铁路网一直无法跟上需求。虽然有可能通过进一步的升级来解决过度拥挤的问题,但据估计,这将导致在未来15年内有2700个周末关闭,对全国各地的旅行造成重大影响。

为了避免这种情况,英国交通部在2009年成立了一家名为HS2的公司,其目的是建立一条日运量为30万的线路,连接伦敦和曼彻斯特、利兹等北部城市。然而,自启动以来,该项目一直被批评为造成破坏,没有达到最初的范围,而且预算不断增加,据说已经超过了440亿英镑。

更糟糕的是,COVID-19已经推迟了许多HS2站点的施工,据说导致该项目耗费了17亿英镑的应急预算,并需要在未来提供更多资金。鉴于HS2的失误,该公司决定采用3D打印技术,现在可以被视为试图让项目回到正轨,特别是考虑到该技术的速度和自动化潜力。

3D打印将帮助英国建造新的高速HS2铁路连接线
ChangeMaker 3D公司的混凝土3D打印技术正在运行中。照片来自HS2

Printfrastructure "3D打印

SCS JV是Skanska、Costain和STRABAG的合资公司,负责建设HS2的伦敦隧道,现在已经转向ChangeMaker 3D及其技术来优化这一过程。被称为 "Printfrastructure",该公司的专有工艺涉及使用计算机控制的机器人安装的3D打印机,以精确地创建复杂的混凝土结构的规格。

一旦在HS2的伦敦终点站现场部署,人们认为这些机器人将能够进入其他物理限制的区域,减少对复杂和昂贵的物流计划的需求。ChangeMaker 3D程序的自动化性质也使其有可能减少任何建筑引起的旅行中断,因为通常必须暂停服务以保证工人安全。

作为一个额外的好处,承包商预计该技术将能够创建内部格子结构,这不仅是加固,而且使用更少的材料,考虑到这一点,他们还与Versarien合作,将石墨烯整合到3D打印混凝土中,可能使他们能够减少整个项目的碳足迹。

最终,SCS JV认为,部署ChangeMaker 3D的技术可以使隧道的混凝土和碳数量减少高达50%。更重要的是,通过从方程中移除钢材并减少对耗油卡车的依赖,该公司认为采用3D打印技术可以帮助其整个运营更加生态友好。

"HS2的创新经理Rob Cairns说:"SCS JV和ChangeMaker 3D正在合作的项目是HS2实现的那种意义深远的创新的一个绝妙证明。"随着一个跨越十年和全国的建设计划,该项目正在创造一个理想的环境,以开发有可能改变主要基础设施建设方式的技术。"

3D打印将帮助英国建造新的高速HS2铁路连接线
使用3D打印技术,现在有可能创造出独特的建筑,如无支撑的 "Striatus"(如图)。照片来自Studio Naaro

可持续发展的基础设施在行动

与传统的建筑技术相比,3D打印释放出更大的几何定制能力,使结构具有强大的功能,同时使用更少的材料来实现。仅在上个月,就有几个项目将这一想法付诸实践,包括苏黎世联邦理工学院Block研究小组的工程师们所架设的无支撑3D打印桥梁。

同时,澳大利亚UTS建筑学院的研究人员与设计公司BVN建筑公司合作,开发了一种环保的机器人3D打印空调装置。珊瑚礁2 "系统由可回收的塑料制成,由相互连接的过滤管组成,可以帮助减少现有设备中的碳用量达90%。

荷兰建筑公司Aectual采取了一种类似的可持续发展的方法,成功地将海滩上的垃圾变成了独特的3D打印 "贻贝 "植物支架。这些植物支架由100%的回收塑料制成,现在作为限量版在Sabato的网站上出售,其目的是将 "自然的海滩感觉 "带入人们的家中。


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