Politecnico di Torino (logo)

Goffi, Matteo

Additive manufacturing e architettura : modellazione virtuale da metodi close range per la stampa 3D di manufatti costruiti.

Rel. Antonia Teresa Spanò, Filiberto Chiabrando. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile, 2015

Abstract:

INTRODUZIONE

L’architettura ed i suoi svariati campi di studio sono sempre stati strettamente influenzati dallo sviluppo tecnologico che ogni periodo storico ha presentato. A partire dagli anni ‘80 si è passati da un approccio “analogico” ad uno “digitale”.

La modellazione tridimensionale ha conquistato un ruolo fondamentale sia nell’ambito della progettazione ex novo che nella gestione ed analisi di manufatti esistenti, trainando lo sviluppo di software, strumentazioni e tecniche innovative sempre più accurate.

Solo recentemente si è compiuto un passo avanti verso la materializzazione rapida di tali modelli, con la comparsa delle prime tecnologie di stampa tridimensionale, tecnologia che sta avendo un notevole sviluppo, non solo nel campo dell’architettura.

Pertanto lo scopo di questa tesi sarà l’analisi di tali tecnologie, la loro nascita, lo stato dell’arte attuale e i loro probabili sviluppi futuri nel campo dell’architettura, fiduciosi nello sviluppo tecnologico che potranno portare queste tecnologie a imporsi nel prossimo futuro, ma che ora si trova ancora in una fase evolutiva di sperimentazione delle sue applicazioni, che necessitano di un analisi critica.

Più nel dettaglio si analizzerà un campo applicativo che, soprattutto in Italia risulta molto interessante, e potrà prevedibilmente portare a risultati importanti, ovvero il rilievo da tecnologie close range,la modellazione reality based, la documentazione e la riproduzione di beni culturali.

Più in dettaglio verrà analizzato, rilevato e riprodotto il fregio dell’Arco di Augusto di Susa (TO), di particolare interesse per la particolarità e importanza storica del bene e per il recente interesse delle amministrazioni locali nell’ambito dell’allestimento del museo archeologico di Susa, con lo scopo di utilizzare la stampa 3D per dar vita ad una parte di allestimento museale caratterizzato dall’utilizzo di tecnologie moderne che lo rendano dinamico e di semplice e diretta fruizione.

Relatori: Antonia Teresa Spanò, Filiberto Chiabrando
Soggetti: A Architettura > AP Rilievo architettonico
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 magistrale in Architettura per il progetto sostenibile
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/4351
Capitoli:

Sommario

1. INTRODUZIONE

2. STAMPA 3D

2.1. Basi per la nascita e lo sviluppo della stampa 3D

2.2. Evoluzione della stampa 3D

2.3. Tipi e tecniche di stampanti 3D

2.3.1. Tecniche a fusione

2.3.2. Tecniche granulari

2.3.3. Tecnica a laminazione

2.3.4. Tecniche di polimerizzazione attraverso la luce

2.3.5. Tecniche con letto di polvere e testine inkjet

3. SITUAZIONE ATTUALE E PROSPETTIVE FUTURE NEL CAMPO ARCHITETTONICO E DEI BENI CULTURALI

3.1. Stampa 3D di edifici

3.2. Stampa 3D di ponti

3.3. Stampa per i beni culturali

3.3.1. Stampa 3D per il restauro integrativo

3.3.2. Digitalizzazione del patrimonio e stampa 3D

4. PRINCIPI DEL RILIEVO METRICO 3D

4.1. Rilievo LiDAR terrestre

4.2. Rilievo fotogrammetrico close range

4.2.1. Fondamenti geometrici

4.2.2. Fotogrammetria digitale

4.2.3. Rilievo fotogrammetrico close range

5. MODELLI VIRTUALI PER L’ADDITIVE MANUFACTURING

6. CASO STUDIO: L’ARCO DI AUGUSTO A SUSA

6.1. Inquadramento storico e territoriale e descrizione dell’arco

6.2. Finalità caso studio

6.3. Rilievo fotogrammetrico e LiDAR. Intervento del Team DIRECT a Susa

6.3.1. Rilievo Laser scanning del fregio dell’arco

6.3.2. Rilievo Fotogrammetrico del fregio dell’arco

6.4. Ottimizzazione modelli per la stampa 3D

6.5. Stampa 3D

6.6. Analisi risultati e conclusioni

7. BIBLIOGRAFIA E SITOGRAFIA GENERALE

Bibliografia:

BIBLIOGRAFIA E SITOGRAFIA GENERALE

BIBLIOGRAFIA

- Aicardi, I. et al., 2014. Modelli 3d multi sensore per l’acropoli segusina, Torino: Politecnico di Torino.

-Associazione Amici del Castello della Contessa Adelaide, 2009. Arco di Augusto Susa. Susa: s.n.

-Bonafede,M. E., 2014. La stampa 3D. Come la tecnologia rivoluziona il fai da te. Milano: 40k Unofficial.

-Chiabrando,F. et al., 2014. L’arco di Augusto a Susa: un nuovo modello digitale per rinnovate indagini. Segusium,pp. 217-232.

-Davide Sher, D. M., 2015. Stampa 3D: Tutto quello che c’è da sapere sull’ unica rivoluzione possibile. Torino: Hoepli.

- Gomarasca, M. A., 2009. Basics of Geomatics. Londra: Springer.

- Khoshnevis, B. & Bekey, G., 2015. Automated construction using Contour Crafting - Applications on Earth and beyond, s.l.: Univerity of South California.

-Khoshnevis, B.,Russell, R., Kwon, H. & Bukkapatnam, S., 2001. Contour Crafting - A Layered Fabrication Technique. IEEE Robotics and Automation Magazine, 8(3),pp. 33-45.

- Kraus, K.,1994. Fotogrammetria, teoria e applicazioni. Torino: Levrotto & Bella.

-Lingua, A., Nex, F. C. & Marenchino, D., 2009. Performance Analysis of the SIFT Operator for Automatic Feature Extraction and Matching in Photogrammetric Applications.. Sensors, 9(5), pp. 3745-3766.

- Lowe, D.,1999. Object recognition from local scale-invariant features. Kerkyra, IEEE, p. 1150-1157.

-Maietta, A.,2014. Stampa 3D: Guida completa. Milano: LSWR.

- Sapelli, G.,2015. ¡Manifattura. La manifattura nella rivoluzione delle macchine. Firenze: Go Ware.

- Segusium, 1991. Arco di Susa eretto da Marco Giulio Cozio in onore di Cesare Ottaviano Augusto Monografìa per il bimillenario. Susa: s.n.

- Spanò, A., 2014. Dispense Sistemi a scansione. Torino: s.n.

- Spanò, A., 2015. Dispense fotogrammetria digitale e scansioni 3D. Torino: s.n.

- Suzzani, R. & Maggi, A., 2002. Il manuale dello stampista. Milano: Tecniche Nuove.

- Triggs, B., McLauchlan, P., Hartley, R. & Fitzgibbon, A., 2005. Bundle Adjustment - A Modern Synthesis. Guildford: s.n.

SITOGRAFIA

-Anon., 2014. Svegliamuseo,Musei e 3D: quando l’arte si tocca con mano. [Online]

Available at: http://www.svegliamuseo.com/it/musei-e-3d-toccare- le-opere-darte-con-mano/ [Consultato il giorno 18 Ottobre 2015].

-Anon., 2015. 3D ArcheoLab. [Online] Available at: http://www. 3 d-archeolab.it/ [Consultato il giorno 22 Ottobre 2015].

-Anon., 2015. 3D print canal house. [Online] Available at: http ://3 dprintcanalhouse.com [Consultato il giorno 29 Ottobre 2015].

-Anon., 2015. DUS Architects. [Online] Available at: http://www.dusarchitects.com/proiects.php?categorieid=housing [Consultato il giorno 4 Ottobre 2015].

-Anon., 2015. Jorislaarmanlab. [Online] Available at: http://www.iorislaarman.com/work/mx3 d-bridge/ [Consultato il giorno 5 Ottobre 2015].

-Anon., 2015. MX3D. [Online] Available at: http://mx3d.com/proiects/bridge/ [Consultato il giorno 21 Ottobre 2015].

- Anon., 2015. Smithsonian Institution Digitization Program Office. [Online] Available at: https://dpo.si.edu/ [Consultato il giorno 2 Novembre 2015].

- Anon., 2015. Smithsonian X 3D. [Online] Available at: http://3d.si.edu/ [Consultato il giorno 2 Novembre 2015].

- Anon., 2015. Wasp. [Online] Available at: http:// www. wasproi ect.it [Consultato il giorno 22 Ottobre 2015].

- Anon., 2015. WinSun. [Online] Available at: http://www.vhbm.com/index.php?m=content&c=index&a=lists&catid=56 [Consultato il giorno 28 Luglio 2015].

-Archeomatica, R., 2014. Archeomatica, 3D Archeolab: rilievo e stampa 3D per i musei. [Online] Available at: http://www.archeomatica.it/documentazione/3d- archeolab-rilievo-e-stampa-3d-per-i-musei [Consultato il giorno 12 Settembre 2015].

-Bishop, A., 2015. Opp Daily, How 3D printing by robots is set to transform building. [Online] Available at: http://www.opp.todav/how-3d-printing-bv-robots-is- set-to-transform-building/#KLJ54fhuO 1 aJPuoG.97 [Consultato il giorno 2 Novembre 2015].

-Davison, N., 2015. The Guardian, 3D-printed cities: is this the future?. [Online] Available at: http://www.theguardian.com/cities/2015/feb/26/3d- printed-cities-future-housing-architecture [Consultato il giorno 6 Settembre 2015].

-Fairs, M., 2015. Dezeen, Joris Laarman's canal bridge in Amsterdam could take 3D printing to a higher level [Online] Available at: http://www.dezeen.com/2015/10/19/ioris-laarman-3d- printed-canal-bridge-amsterdam/ [Consultato il giorno 28 Ottobre 2015].

- Favero, M., 2014. Stampante 3D: dal 1986 la storia della stampa 3D. [Online] Available at: http://www.stampa-3d.com/1459/stampante-3d-dal- 1986-la-storìa-della-stampa-3d/ [Consultato il giorno 2 Ottobre 2015].

- France-Presse,A., 2015. The Guardian, Dutch startup plans first 3D printed steel bridge to span Amsterdam canal. [Online] Available at: http://www.theguardian.com/technology/2015/i un/17/dutch- startup-plans-first-3d-printed-steel-bridge-to-SDan-amsterdam- canal [Consultato il giorno 3 Luglio 2015].

- Khoshnevis, B., 2010. Center for Rapid Automated Fabrication Technologies, Contour Crafting. [Online]

Available at: http ://www. craft-usc.com/ technolo gies/contour-crafting/ [Consultato il giorno 25 Agosto 1015].

- LeBlanc, D., 2015. The Globe and Mail, The printed house, coming soon: Futurists see 3-D technology radically changing the way houses are built. [Online] Available at: http://www.theglobeandmail.com/life/home-and-garden/architecture/the-printed-house-coming- soon/article24432799/ [Consultato il giorno 23 Ottobre 2015].

- Maes, P., 2009. MIT media lab, Colloquium with Behrokh Khoshnevis. [Online] Available at: http://www.media.mit.edu/node/2277 [Consultato il giorno 25 Agosto 2015].

- Mankin, E., 2004. University of Southern California News. [Online] Available at: http://news.usc.edu/25458/Home-Sweet-Home/ [Consultato il giorno 28 Luglio 2015].

- Mankin, E., 2008. System can already build six-foot walls; further work will address design, robotics and other issues. [Online] Available at: http://viterbi.usc.edu/news/news/2008/caterpillar-inc- funds.htm [Consultato il giorno 5 Settembre 2015].

- Onniboni, L., 2014. La storia completa delle stampanti 3D | 1982 - Oggi. [Online] Available at: http://www.advocacymag.com/storia-completa-delle- stampanti-3d-1982-oggi/ [Consultato il giorno 25 Agosto 2015].

- Quirk, V., 2014. Arch Daily, First 3D Printed House to Be Built In Amsterdam. [Online] Available at: http://www.archdaily.com/491666/first-3d-printed- house-to-be-built-in-amsterdam [Consultato il giorno 26 Giugno 2015].

- Sevenson, B., 2015. 3DPrint. Shanghai-based WinSun 3D Prints 6- Story Apartment Building and an Incredible Home. [Online] Available at: http://3dprint.com/38144/3d-printed-apartment-building/ [Consultato il giorno 5 Luglio 2015].

- Terdiman, D., 2012. Cnet, Smithsonian turns to 3D to bring collection to the world. [Online] Available at: http://www.cnet.com/news/smithsonian-tums-to-3d- to-bring-collection-to-the-world/ [Consultato il giorno 2 Novembre 2015].

- Wang, L., 2015. Inhabitat, Chinese Company Assembles 10 3D- Printed Concrete Houses in a Day for Less Than $5,000 Each. [Online] Available at: http://inhabitat.com/chinese-company-assembles-ten- 3d-printed-concrete-houses-in-one-dav-for-less-than-5000-each/ [Consultato il giorno 28 Giugno 2015].

- Zimmer, L., 2014. Inhabitat, 3D-Printed Canal House Pops Up in Amsterdam, May Start New Housing Trend. [Online] Available at: http://inhabitat.com/dus-architects-3d-prints-canal-house-prototvpes-in-amsterdam/ [Consultato il giorno 26 Giugno 2015].

Modifica (riservato agli operatori) Modifica (riservato agli operatori)