Dall’architettura visualizzata all’architettura reale : la prototipazione rapida

Maria Luisa Marsano, Alberto Garabello

Dall’architettura visualizzata all’architettura reale : la prototipazione rapida.

Rel. Anna Marotta. Politecnico di Torino, Corso di laurea specialistica in Architettura, 2013

Questa è la versione più aggiornata di questo documento.

Controlla la disponibilità in biblioteca

Abstract:	I plastici architettonici sono strumenti importanti per gli architetti perché permettono alla loro visione di diventare una realtà. Qualsiasi progetto prenderà vita in un piccolo modello. Un buon modello è un must prima di ottenere l'approvazione ed i permessi per un progetto. II modellino architettonico acquista importanza anche perchè non tutti riescono a leggere un disegno professionale, comprendere le caratteristiche della progettazione di un nuovo progetto è più facile con modelli tridimensionali fisici. Inoltre molti problemi di progettazione possono essere affrontati e risolti rapidamente grazie ai plastici, come ad esempio la valutazione dell'impatto ambientale di soluzioni volumentriche particolarmente complesse. Costruire modelli architettonici è una specializzazione autonoma. I modelli fisici sono il primo passo verso la realizzazione di un qualsiasi progetto, essi appartengono ad un settore in continua evoluzione e le soluzioni creative sono in continuo mutamento. Una nuova tecnica, che si è sviluppata negli ultimi, anni è la realizzazione di plastici architettonici tramite disegni CAD 3D e un procedimento di Prototipazione Rapida. Con il termine Prototipazione Rapida (Rapid Prototyping) si intendono tutte quelle tecniche che hanno come obiettivo l'ottenimento di un prototipo partendo da un modello matematico. A differenza delle lavorazioni meccaniche tradizionali, che ottengono il prototipo asportando materiale da un blocco grezzo, con la prototipazione rapida si va a creare materiale dove ancora non esiste. Questo processo di elaborazione è estremamente conveniente, veloce e preciso rispetto ad altre più tradizionali tecniche di modellismo. I modelli vengono poi, se occorre, rifiniti con vernice ed effetti personali e presentano numerosi dettagli come alberi, persone, segnalazione dei veicoli, vetri trasparenti, muri in materiali che riproducono la granulosità dei mattoni. I modelli architettonici creati tramite la prototipazione rapida sono molto efficaci perché le caratteristiche dettagliate del modello sono molto più definite di quelle realizzate con gli altri materiali e tecniche. L'utilizzo della PR in architettura è tutt'ora, per la maggior parte, limitata alla produzione di modelli in scala o di dettagli tecnologici 1:1. L'uso maggiore della PR è nell'industria aerospaziale, automobilistica e dei prodotti di consumo. In un futuro non troppo lontano queste tecnologie si evolveranno ulteriormente, perchè il processo della prototipazione rapida sarà utilizzato finanche per costruire edifici. Le macchine a prototipazione rapida attuali materializzano il modello strato dopo strato, utilizzando materiali plastici o speciali resine/cere. In futuro potrebbero utilizzare materiali più durevoli, come calcestruzzo o metalli, e montare testine orientabili per avere una maggiore libertà di movimento. Fin dall'antichità, gli inventori, i disegnatori, i creativi si sono sempre serviti di un piano bidimensionale per comunicare e valutare le loro idee, prima di tradurle in pratica. Mentre nel passato i primi progettisti si affidavano a compasso e carta pergamena, quelli contemporanei possono fare uso di un vero e proprio arsenale di mezzi di progettazione. Ciononostante il progettista non è mai assolutamente certo che ciò che osserva sullo schermo sia una fedele rappresentazione del concetto che intende realizzare. La prototipazione rapida è il tentativo più riuscito di sfondare questa barriera: quella di trasformare le fuggevoli immagini in un oggetto solido e concreto, da toccare con mano e perchè no, in futuro, da abitare. Abstract in italiano (PDF, 414kB - Creative Commons Attribution) Abstract in inglese (PDF, 310kB - Creative Commons Attribution)
Relatori:	Anna Marotta
Tipo di pubblicazione:	A stampa
Soggetti:	D Disegno industriale e arti applicate > DA Arte della stampa D Disegno industriale e arti applicate > DI Grafica digitale
Corso di laurea:	Corso di laurea specialistica in Architettura
Classe di laurea:	NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici:	NON SPECIFICATO
URI:	http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/3417
Capitoli:	INTRODUZIONE CAPITOLO 1 DAL VISIVO AL_ TATTILE: IL. 3D NEL TEMPO 1.1 II 3D nel tempo 1.2 L'architettura visualizzata nel corso del tempo attraverso i modelli 1.3 Dal modello architettonico reale al modello digitale 1.4 I modelli architettonici e la stampa 3D 1.5 Conclusioni 1.6 Bibliografia - Sitografia CAPITOLO LA PROTOTIPAZIONE RAPIDA: FASI DEL PROCESSO 2.1 Esordi della Prototipazione Rapida 2.2 Fasi del ciclo 2.2.1 Modellazione tridimensionale 2.2.2 Conversione e trasmissione dei dati 2.2.3 Controllo e preparazione 2.2.4 Costruzione 2.2.5 Post-processo 2.3 Applicazioni 2.4 Benefici 2.5 Conclusioni 2.6 Bibliografia - Sitografia CRPITOLO 3 LA PROTOTIPAZIONE RAPIDA 3.1 Le tecnologie additive 3.2 Classificazione in base ai materiali 3.2.1 Sistema a base polverosa 3.2.1.1 Un componente più collante: Three Dimensional Printing (3DP) 3.2.1.2 Un componente: Selective Laser Sintering (SLS) Direct Metal Laser Sintering (DMLS) 3.2.1.3 Un Componente: Electron Beam Melting (EBM) 3.2.2 Sistema a base liquida 3.2.2.1 Fotopolimerizzazione: Stereolitografia (SLA) 3.2.2.2 Fotopolimerizzazione: Polyjet 3.2.2.3 Stampa a getto: Solid Ground Curing (SGC) 3.2.2.4 Stampa a getto: Multi Jet Modelling (MJM) 3.2.2.5 Stampa a getto: Drop On Demand (DOD) Sanders Prototype (SP) 3.2.3 Sistema a base solida 3.2.3.1 Estrusione: Fused Deposition Modeling (FDM) 3.2.3.2 Incollaggio: Laminated Object Manufacturing (LOM) 3.3 Classificazione in base all'utilizzo del sistema 3.3.1 Rapid Prototyping 3.3.2 Rapid Tooling 3.3.2.1 Tecniche dirette 3.3.2.2 Tecniche indirette 3.3.3 Rapid Manufacturing 3.5 Bibliografia - Sitografia CAPITOLO 4 LA STAMPA 3D IN CAMPO MEDICO ED ALIMENTARE 4.1 La stampa 3D in campo medico 4.1.1 Protesi per gli arti personalizzati 4.1.2 Protesi su misura per il cranio 4.1.3 La stampa 3D aiuta un bambino a respirare di nuovo 4.1.4 II caso dei gessi per ossa rotte 4.1.5 Robohand 4.1.6 La stampata 3D aiuta gli animali 4.1.6.1 Beauty, l'acquila che ottiene un nuovo becco 4.1.6.2 Freddy, il cane che ottiene una sedie a rotelle 4.1.7 Una mandibola stampata in 3D 4.1.8 Le maschere stampate in 3D 4.1.9 Bioprinting 4.2 La stampa 3D in campo alimentare 4.2.1 Stampa degli alimenti 4.2.2 L'esempio dei dolci stampati in 3D 4.2.3 Sugar Lab 4.2.4 La stampa del ghiaccio 4.2.5 Gli studi sul cibo di Cornell University. 4.2.6 Cibo extraterrestre 4.3 Conclusioni 4.4 Bibliografia - Sitografia CAPITOLO 5 LA STAMPA 3D NELLA MODA E NEL DESIGN 5.1 Ultime applicazioni nel campo della Moda 5.1.1 Stampa 3D sfila sulle passerelle di moda 5.1.2 La scarpa di Alessio Spinelli 5.1.3 Un vestito stampato per Dita Von Teese 5.1.4 Bikini stampati in 3D 5.1.5 Nike Vapor Laser Talon 5.2 Ultime applicazioni nel campo del Design 5.2.1 Stampa 3D e Arte: a Torino rinasce il Stupa al Mao 5.2.2 Apre in Cina il primo museo sulla stampa 3D 5.2.3 In Olanda apre il primo store sulla stampa 3D 5.2.4 Museo delle scienze - Londra 5.2.5 Urbee2 eco-auto 5.2.6 Strumenti musicali stampati in 3D 5.2.7 Bicicletta stampata in 3D 5.2.8 Progettazione ganci per biciclette 5.2.9 II terremoto a Tohoku riprodotto con la scultura 5.2.10 Progetto Shelter. 5.2.11 Mano robotica stampata in 3D 5.2.12 Robot umanoide stampato in 3D: Inmoov. 5.2.13 Collana stampata in 3D 5.2.14 Scultura stampata di Fred Laforge 5.2.15 II caso della Beast 5.2.16 Multiversites creatives, creatività digitale 5.2.17 Materiali di supporto di soluzione solubile 5.2.18 Disastri naturali stampati 5.3 Conclusioni 5.4 Bibliografia - Sitografia CAPITOLO 6 LA STAMPA 3D DI ELEMENTI ARCHITETTONICI 6.1 La stampa 3D per gli elementi architettonici 6.1.1 Functionally Graded Rapid Prototipyng (FGRP) 6.1.2 Building Bytes 6.1.3 Strutture frattali stampate in 3D 6.1.4 Cemento stampato In 3D (3DCP) 6.1.4.1 Wonder Bench 6.1.5 Emerging objects 6.2 Conclusioni 6.3 Bibliografia - Sitografia CAPITOLO 7 LA STAMPA 3D IN ARCHITETTURA 7.1 La stampa 3D applicata all'Architettura ed alla costruzione di edifici 7.2 II metodo D_Shape 7.2.1 Enrico Dini 7.2.2 Radiolarla 7.2.3 Una casa tutta d'un pezzo 7.2.4 Landscape House o Endless House 7.3 II padiglione Echoviren 7.4 Protohouse V. 1.0-V.2.0 7.5 The Greenhouse e Cabineet of the future fossils 7.6 La prima casa stampata: Villa Asserbo 7.7 Le ricerche del MIT. 7.7.1 Silk Pavillion 7.8 II metodo Contour Crafting (CC) 7.9 Kamermaker. 7.10 Scenari futuri 7.10.1 Una stampante 3D per costruire basi sulla luna 7.10.2 Colonie spaziali stampate in 3D 7.2 Conclusioni 7.3 Bibliografia - Sitografia CONCLUSIONI Bibliografia ALLEGATI
Bibliografia:	- Claudio Piga, Storia dei modelli: dal tempio di Salomone alla realtà virtuale, Enel, Roma 1996 - Antonio Gatto, luliano Luca, Prototipazione rapida: La tecnologia perla competizione globale, Tecniche Nuove, Milano 1998 - A. Tartuferi, Michelangelo. Pittore, scultore, architetto, ATS Italia, Roma 2001 - Daniel Giralt-Miracle, Gaudi: la ricerca della forma: spazio, geometria, struttura e costruzione, Jaca Book, Milano 2003 - Elena Capretti, Vite d'artista, Brunelleschi, Giunti Editore, Milano 2003 - Carlo Di Bello, Biomateriali, Introduzione allo studio dei materiali per uso biomedico, Patron editore, Bologna 2004 - Nicolò Sardo, La figurazione plastica dell'architettura: modelli e rappresentazione, Kappa, Roma 2004 - M. Anna Caminiti, Percorsi d'architettura ad ingegneria, Arti grafiche Motta, Ragusa 2005 - Tomàs Maldonado, Reale e Virtuale, Feltrinelli Editore, Milano 2005 - Emma Mandelli (a cura di), I percorsi del principe a Firenze: rilievo integrato tra conoscenza e lettura critica, Alinea, Firenze 2005 - lan Gibson, Advanced manufacturing technology for medicai applications: reverse engineering, software conversion and rapid prototyping, John Wiley & Sons Ltd, Chichester 2006 - Neil Hopkinson, Hague Richard., Phil Dickens, Rapid Manufacturing: an industriai revolution for thè digitai age, John Wiley & Sons Ltd, Chichester 2006 - Pier Vittorio Aureli, Marco Biraghi, Franco Purini, Peter Eisenman: tutte le opere, Electa, Milano 2007 - Giovanni Leoni, Mies van derRohe, Motta, Milano 2008 - Sandro Benedetti, Il grande modello per il San Pietro in Vaticano: Antonio daSangallo il Giovane, Gangemi editore, Roma 2009 - Giorgio Rossetti, Progetto e modello plastico. Manuale pratico di modellazione tradizionale, E-Book il mio libro.it, 2009 - Hu Canta Chua, Kah Fai Leong, Canta Lim, Rapid prototyping: Principles and applications, World Scientific Publishing Co., Singapore 2010 - Martinella Ferrara, Manuela Celi (a cura di), Advance Design, Visioni, percorsi e stru¬menti per predisporsi all'innovazione continua, Me Graw Hill, Milano 2010 - Antonino Saggio, Architettura e modernità, dal Buhaus alla rivoluzione informatica, Carocci, Roma 2010 - Massimo Temporelli, Il codice delle Invenzioni, da Leonardo da Vinci a Steve Jobs, Hoepli Editore, Milano 2011 TESI - Enrica Ranaldi, I modellini in architettura e nel cinema. Tra realtà ed illusione: l'im¬portanza di uno strumento progettuale, rei. Luigi Beliavita, Milano, Politecnico, Facol¬tà del Design, a.a. 2009-2010 - Dario Contessotto, Granicolor, rei. Giulio Ceppi, Milano, Politecnico, Facoltà di Design, aa. 2011-2012 - Matteo Giglioli, La prototipazione rapida con tecnologie additive, rei. Claudio Germak, Torino, Politecnico, aa. 2011-2012 RIVISTE -Angelo Giordano, La geometria nell'immagine. Storia dei metodi di rappresentazione. Voi. 3: Dal secolo dei lumi all'epoca attuale Dal secolo dei lumi all'epoca attuale, UTET, Torino 2002 - Richard Hague, Ri Campbell, and Phill Dickens, Implications on Design of Rapid Manufacturing, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Journal of Mechanical Engineering Science, Vol. 217, 2003 - Behrokh Khoshnevis, Automated Construction by Contour Crafting, ISARC, Voi 13, Issue 1, Los Angels 2004 - Sungwoo Lim, Fabricating Construction Components Using Layer Manufacturing Technology, Proceeding of Global Innovation in Construction Conference (GICC'09), Loughborough, UK, September 2009 - M.Carb, L'abitazione stampata con la sabbia, Edilizia e Territorio, 29 Novembre 2010 - Bernd Lethaus, Reconstruction of a maxillary defect with a fibula graft and titanium mesh using CAD/CAM techniques, Head Face Med, Luglio 2010 - Stefano Cianciotta, E' in un pezzo unico stampato la prima casa in stereolitografia, Il Nuovo Cantiere, N.l, Febbraio 2011 - Jacqueline Ceresoli, Seat Slug Bench, LArca, Vol.275, Dicembre 2011 - Randall Wright, Spectrum, MIT, Cambridge, Primavera 2011 - Amit Zoran e Marcelo Coelho, Cornucopia: The Concept of Digital Gastronomy, Le¬onardo: Journal of the International Society for the Arts, Sciences and Technology, Volume 44, Numero 5, Ottobre 2011 - Veronique Godè, Neri Oxman, mythologies of the not yet, in Digital Arti, Vol.11, Nov- Dic 2012 - Amit Zoran, A Platform for Manipulation and Examination of the Acoustic Guitar: The Chameleon Guitar, Applied Acoustics, volume 73, Issue 4, April 2012 - Daniel Rayneau Kirkhope, Yong Mao, Robert Farr, Ultralight Fractal Structures from Hollow Tubes, Physical Review Letters, Vol. 109, Issue 20,16 Novembre 2012 - Jing Zhang, Behrokh Khoshnevis, Optimal machine operation planning for construc¬tion by Contour Crafting, Automation in construction, Science direct, Vol.29, Gennaio 2013 SITOGRAFIA - www.2physics.com - www.3ders.org - www.3dprinter4all.tumblr.com - www.3dprinter.net - www.3dprinterworld.com - http://3dprinting.com - http://3dprintingindustry.com - www.3dprintingsystems.com - www.3d-printing-technologies.com - www.additive3d.com - www.alessiospinelli.com - www.alta-space.com - www..ansa.it - www.arch2o.com - www.archdaily.com - http://archinect.com - ww.architectenweb.nl - www.architizer.com - www.artecreha.com - www.astronautinews.it - www.artecreha.com - www.bbc.co.uk - www.betterymagazine.com - www.biomimetic-architecture.com - www.blog.gessato.com - www.bloggokin.it - www.bkhoshnevis.com - http://buildingbytes.info - www.buildfreeform.com - http://casabellaweb.eu - http://candyfab.org - www.casabuonarroti.it - www.cgw.com - www.craft.usc.edu - www.creativeapplications.net - http://creativemachines.cornell.edu - www.colocationamerica.com - www.consorziopromodesign.eu - www.constructiondigital.com - www.construction-manager.co.uk - www.constructionenquirer.com - www.continuumfashion.com - www.contourcrafting.org - www.core77.com - www.corriere.it - www.cumincad.scix.net - www.cubify.com - http://daily.wired.it - www.designboom.com - www.designbuild-network.com - www.design.repubblica.it - www.detail.de - www.develop3d.com - www.dezeen.com - www.digitalmanufacturingreport.com - www.dinitech.it - www.disrupt3d.com - www.domusweb.it - www.d-shape.com - https://dspace.lboro.ac.uk - www.edilportale.com - www.eentileen.dk - ww.emergingobjects.com - www.engineering.com - www.engin.umich.edu - www. esa. i nt/ita/ESA_i n_you r_cou ntry - www.eurekamagazine.co.uk - http://europaconcorsi.com - www.evolo.us - www.explore-stpauls.net - www.extremetech.com - http://fabbaloo.com - www.facit-homes.com - www.fastcompany.com - www.finance.yahoo.com - www.focus.it - www.fondazionemaxxi.it - http://freshome.com - www.head-face-med.com - http://gadget.wired.it - www.galeriesas.com - www.genitronsviluppo.com - http://gizmodo.com - http://jakevilldesign.dunked.co - www.jennysabin.com - www.kentstrapper.com - www.ilsole24ore.com - http://inhabitat.com - www.innovazioneresponsabile.it - www.interviewmagazine.com - www.ioarch.it - http://it.ibtimes.com - www.idesignme.eu - www.ilgiornaledellarchitettura.com - http://inhabitat.com - www.inmoov.fr - http://lastampa3d.wordpress.com - www.lavorincasa.it - www.lboro.ac.uk - www.life.wired.it - www.link2universe.net - www.lukejerram.com - www.materialise.com - www.makerfairerome.eu - www.makerbot.com - www.makers.worldwiderome.it - http://makezine.com - www.marcoferreridesign.it - www.marketingweek.co.uk - www.materialconnexion.com - http://materialecology.blogspot.it - http://materialecology.blogspot.it - http://matter.media.mit.edu - www.media.mit.edu - http://michielcornelissen.com - www.mitnews.com - http://mocoloco.com - http://module-r.com - http://montrealistement.blogspot.it - www.morfae.com - www.nasa.gov - www.nextnature.net - www.nike.com - www.nitrosaggio.net - www.ns.umich.edu - www.object.com - www.odd.org.nz - www.openjournalist.com - www.payvand.com - www.pcah.us - http://phys.org - http://physicsworld.com - www.ponoko.com - www.portedilo.it - www.press.d-shape.com - http://prl.aps.org - www.project.nsearch.com - www.promotedesign.it

Modifica (riservato agli operatori)