Negli ultimi anni il tema dell’ecosostenibilità sta diventando dominante e siamo tutti chiamati a contribuire alla salvaguardia del nostro pianeta.
di Simona Arena
Il design del futuro, non solo rispetterà il nostro ecosistema, ma diventerà sempre più integrato ad esso, fino al punto in cui sarà difficile distinguere ciò che è artificiale da ciò che è naturale.
PUNTOZERO nasce dal desiderio di creare un nuovo modo di progettare, basato sul dovere di rispettare l’ambiente e la voglia di fare quello che amiamo fare, cioè creare prodotti migliori per l’uomo e per l’ambiente in cui vive.
Con metodologie innovative che nascono dal dialogo tra concetti ingegneristici, scientifici, chimici, biologici e fisici, è possibile creare forme con complessità geometriche elevate, necessarie per arrivare a meccanismi, interazioni ed integrazioni sempre migliori e sempre più sostenibili. Talvolta, queste forme sono attrattive anche da un punto di vista estetico, ma non è forse dall’armonia delle forme naturali che deriva il concetto di bellezza?
Applicando competenze specifiche in settori diversi tra loro, si evidenzia come le realtà industriali abbiano tutte necessità e desiderio di: Innovare, migliorare e risolvere. Siamo fermamente convinti che ogni azienda per essere competitiva e per crescere debba evolversi sfruttando nuove tecnologie e nuove metodologie progettuali.
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Il ruolo della stampa 3D in questa evoluzione
Le tecnologie di Additive Manufacturing nell’ultimo decennio si sono evolute con un orientamento sempre più focalizzato verso la produzione, ma solo con una progettazione mirata si può esaltare a pieno il potenziale di queste tecnologie.
Forma e funzione, tecnologia e materiale sono in stretta correlazione anche nella progettazione tradizionale, ma nel DfAM sono gli elementi multidisciplinari che concorrono alla definizione di un fenomeno, che grazie alle nuove tecnologie può essere creato così come viene immaginato da chi progetta e disegna.
Oggi più che mai innovare diventa fondamentale non soltanto per le multinazionali ma anche e soprattutto per tutte le PMI che costituiscono l’ossatura del nostro sistema industriale.
Dopo due anni difficili segnati dai disagi dovuti alla pandemia le nostre imprese si stanno risollevando.
Spinte dalla voglia di ricominciare e dagli aiuti che il PNRR ha messo a disposizione dello sviluppo del paese le aziende, cercano soluzioni innovative per rispondere alle sempre più esigenti richieste del mercato.
La risposta a queste esigenze si traduce nell’adozione di nuove soluzioni tecnologiche, prima fra tutte la stampa 3D che grazie alla libertà di stampa, ai nuovi materiali e alle nuove metodologie di progettazione consente in modo concreto di raggiungere Time to market sempre più ridotti, livelli altissimi di personalizzazione, design esclusivi e livelli di performance sempre più elevati.
Non bisogna però sottovalutare il fatto che l’adozione delle tecnologie di Additive Manufacturing porta necessariamente ad una distribuzione diversa delle fasi del progetto. L’andamento lineare dello sviluppo di un prodotto con tecnologie tradizionali deve essere sostituito da un flusso progettuale in parallelo con la produzione.
L’additive manufacturing richiede dunque un cambio di paradigma, un approccio progettuale generativo e topologico che permette di esaltare le potenzialità di queste tecnologie.
Il Design for Additive Manufacturing
“Nel nostro metodo di progettazione ci lasciamo ispirare dalla natura dando una forma ad ogni funzione e ad ogni singolo materiale che scegliamo per lo sviluppo dei nostri prodotti. Ecco perché la biomimesi costituisce un riferimento costante nelle metodologie da noi sviluppate.”
Per esempio, la texture lamellare presente sulla pelle degli squali fornisce alte prestazioni di fluidodinamica; i cristalli di forma cubica che costituiscono la perovskite forniscono ispirazione per le strutture lattice con cui lavoriamo per elaborare i nostri progetti.
Ottimizzazione topologica, computational design, lattice structures sono alcuni dei metodi di progettazioni più adatti alla produzione tramite AM.
L’ottimizzazione topologica è uno dei vantaggi più evidenti nell’utilizzo delle tecnologie additive, ma va ben oltre la riduzione del peso e la distribuzione efficiente del materiale; è molto vicina ai meccanismi con i quali si sviluppano le strutture organiche, “programmate” per assolvere ad una funzione specifica con il minor consumo di materiale e di energia.
Il computational design invece è una modalità di progettazione che si sta diffondendo recentemente. In maniera analoga al Generative design, è una tecnica che racchiude differenti metodologie, ma coinvolge principalmente l’aspetto di computazione, quindi dell’utilizzo di pratiche più in linea con il mondo della programmazione che con l’utilizzo di software classici ingegneristici.
Una tecnica utilizzata da tempo è il parametric design, nello stile tanto quanto in modo funzionale quando si parla di architettura. Poichè le variabili possono essere controllate da funzioni matematiche o dagli output di analisi FEM, CFD, mappature di pressione, diventa evidente la possibilità di utilizzare il computational design per scopi ingegneristici, definendolo in un modo diverso come Field Driven Design o collegandolo a concetti come multi-physics optimization.
A differenza di alcuni processi generativi questo può essere implementato tramite l’uso di una modellazione implicita, strumento presente da tempo, ma raramente utilizzato per scopi ingegneristici. Oggi grazie ai nuovi strumenti e supporti alla progettazione, è possibile sfruttarla con benefici notevoli sul controllo delle geometrie come le lattice structures o sulla modifica/generazione di forme iper-complesse con un peso computazionale relativamente ridotto.
La modellazione implicita utilizza funzioni matematiche per descrivere i corpi solidi e non solo volumi, superfici e coordinate spaziali.
Molte tecniche sono utilizzate sia dal generative che dal computational design ma con finalità e processi di integrazione differenti. Il principale discrimine risiede nella complessità computazionale, che permette di avere un controllo di dettaglio non solo su strutture piccole, ma anche su dimensioni estese, senza perdere definizione.
La texture lamellare presente sulla pelle degli squali fornisce alte prestazioni di aerodinamica
PUNTOZERO
Il vero Design for Additive Manufacturing è quindi complesso proprio perché racchiude campi di studi ampi e differenti tra di loro. L’unico modo per applicarlo con successo è avere una sensibilità e una conoscenza completa.
L’utilizzo consapevole di questi strumenti, affiancato alla conoscenza ingegneristica e all’esperienza sulle macchine è solo il nostro punto di partenza. Al costante aggiornamento delle tecniche di progettazione più avanzate diventa fondamentale affiancare le più innovative ricerche sullo stato dell’arte delle tecnologie e della scienza dei materiali.
La nostra sfida quotidiana? Riuscire a migliorare prodotti o inventarne di nuovi che possano essere utili e migliorativi rispetto a ciò che già esiste.
Lo facciamo partendo da un PUNTOZERO, prendendo ispirazione dalla natura dove forme organiche si autogenerano e funzionano in modo perfetto.
Abbiamo a disposizione tecnologie e materiali innovativi, ed è impensabile approcciarle con metodologie di progettazione tradizionali, per questo motivo stressiamo il tema della progettazione perché solo quella può trasformare le enormi potenzialità ancora in parte nascoste derivanti dalle nuove tecnologie in vantaggi concreti per le aziende.
In questo percorso non possiamo fare a meno di dedicare tempo e risorse ad un’attività di ricerca spinta, collaborando con università e centri di ricerca. Mettere insieme industria e università è un altro dei nostri obiettivi, spesso sono due mondi paralleli che si sfiorano solo quando si esce dall’università e si entra in azienda, ma i tempi diversi e le risorse complementari di cui dispongono queste realtà devono unirsi per raggiungere più rapidamente e in modo ottimale obiettivi ambiziosi a vantaggio di tutti.
Il nostro team presso l’evento RM Forum – Museo Alfa Romeo: Ivan Vecchio – Francesco Leonardi – Simona Arena – Elia Schiavi
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