ADVANCING BUILDING CONSTRUCTION SYSTEMS

ADVANCING BUILDING CONSTRUCTION SYSTEMS

Il cantiere del futuro e il ruolo del progettista nell’industria 4.0.

La fiera-evento SAIE 2018 sarà teatro di innovazione. Nella piazza principale dedicata alla fabbricazione digitale verrà allestita l’area dimostrativa “Advancing Building Construction Systems”, un luogo di aggregazione dove progettisti, aziende manifatturiere e committenti potranno toccare con mano un nuovo modo di concepire e realizzare gli edifici. La creatività e il “codice digitale” saranno al centro del progetto e generatori di nuovi sistemi costruttivi e innovativi linguaggi architettonici, proposti come paradigmi di un’architettura in trasformazione. Verrà presentato un nuovo modo di intervenire sugli edifici esistenti mediante innovativi processi di adeguamento energetico e strutturale integrati, dove il progettista è di nuovo protagonista e accompagna il progetto fino alla sua realizzazione in un contesto di Industria 4.0, verso il cantiere del futuro.

“Robotica e architettura”, un binomio che promette soluzioni interessanti.

 

La progettazione “algoritmica” e la produzione automatizzata di elementi unici e personalizzati.

Se l’architettura del ventesimo secolo è stata caratterizzata dalla produzione di massa e in serie dei suoi componenti, quella del ventunesimo secolo sarà sempre più connotata da elementi differenziati e unici prodotti industrialmente grazie alla ormai matura e diffusa tecnologia dei robot e dei macchinari a controllo numerico. Come risultato delle possibilità offerte dai computer, da circa quindici anni l’architettura sta subendo un processo evolutivo verso una sempre maggiore complessità geometrica delle forme. Gli architetti contemporanei propongono sempre più architetture dalle forme sinuose e “morbide” – che si adattano ai flussi dei visitatori, piuttosto che ai flussi del vento o ai percorsi solari, una concezione dell’edificio come un tutto fluido e dinamico, dove il basamento diventa rivestimento e copertura senza soluzione di continuità. Per imprimere una percezione di movimento agli edifici, l’architettura contemporanea si serve di un linguaggio espressivo connotato da superfici in doppia curvatura, campi di vettori modulati, gradienti, sistemi di attrattori e repulsori, dove i pattern emergono da una trama nella quale il tutto è maggiore della somma delle singole parti. Grazie a nuove piattaforme di programmazione è possibile generare algoritmi e script che dalle prime fasi di progetto fino alle fasi di produzione e assemblaggio permettono di gestire – attraverso il codice – sia le forme sia le quantità, integrando potenzialmente estetica e funzionalità, rigore strutturale e prestazione energetica. Nel processo di definizione del “codice di progetto” entrano in gioco anche i processi e i limiti di fabbricazione, un aspetto fondamentale per generare sistemi logici-costruttivi competitivi. La robotica, e più in generale il controllo numerico, sono gli strumenti che consentono di arricchire le linee di produzione e attuare il cosiddetto “fare digitale”. È dunque indispensabile che si crei una trasversalità di sinergie fra progettisti e costruttori, affinché si mettano a punto pattern geometrici che interpretino la variazione e che siano realizzabili in modo economico e competitivo.

La “fabbricazione robotica” come futuro dell’architettura, lo stato dell’arte e le sfide da affrontare.

Le prime applicazioni di robotica nel mondo delle costruzioni risalgono agli anni Ottanta-Novanta del secolo scorso quando, nei cantieri edili giapponesi si sperimenta l’uso di macchinari automatizzati, inizialmente al solo fine di incrementare la produttività, implementare la qualità esecutiva e migliorare le condizioni di lavoro degli operai. Oggi, a distanza di trent’anni, si indaga invece un nuovo aspetto d’innovazione legato alle potenzialità della robotica applicata all’architettura: la produzione seriale di elementi non-standard, mediante tecniche di lavorazione e assemblaggio automatizzati; l’estrema precisione e velocità, grazie ai sei o più gradi di libertà dei robot antropomorfi, permette lavorazioni e manipolazioni complesse e articolate. Le sperimentazioni fino ad ora svolte sono accomunate da un filo comune: sfruttare le capacità dei robot per indagare e valorizzare le caratteristiche dei differenti materiali, comprendendone e studiandone i rispettivi processi produttivi. Questo nuovo approccio di ricerca determina un’inversione anche nel metodo di progettazione in cui la forma non è puramente arbitraria, bensì strettamente legata alle strategie produttive. Il focus non è più dunque ricavare forme a priori, quanto definire precise regole logiche, che nella natura di algoritmi siano in grado di governare i processi costruttivi operati dai robot. Nell’ultima decade, il grande contributo della ricerca universitaria risiede appunto nell’ideazione di innovativi sistemi versatili e attenti alle principali esigenze dell’architettura contemporanea: capaci, cioè, di produrre componenti flessibili e personalizzabili, architettonicamente apprezzabili, ottimizzati nei consumi delle risorse, con materiali economicamente ed ecologicamente sostenibili. Il futuro dell’industria delle costruzioni grazie ai robot riceverà continuamente nuovi stimoli assicurando all’architettura scenari applicativi oggi ancora sconosciuti. Inventare nuove logiche di produzione e risalire a corrispondenti logiche di progetto permetterà di diffondere sempre più la consapevolezza di un “fare digitale”.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fabbricazione rapida di stampi per rivestimenti architettonici personalizzati

Una tecnologia brevettata dal Politecnico di Milano propone un metodo innovativo e avanzato per la fabbricazione rapida di elementi per rivestimenti architettonici hi-tech. Tale metodo si basa su un processo produttivo che combina il taglio robotico del polistirene attraverso strumenti a caldo con tecniche di termoformatura, permettendo di creare stampi per la produzione di elementi architettonici dalle geometrie complesse a costi vantaggiosi rispetto ai metodi tradizionali. In particolare, la metodologia brevettata prevede la lavorazione mediante filo-lama-uncino a caldo di polistirene, a cui viene applicato un rivestimento in plastica mediante termoformatura di fogli, che irrigidiscono l’elemento e conferiscono le proprietà meccaniche ed estetiche per successive colate di materiali fluidi di ultima generazione. La plastica liscia può donare una perfetta finitura a specchio alle superfici degli elementi gettati; è inoltre possibile ottenere finiture con goffrature o pattern a piacere a fondo stampo, ampliando notevolmente le possibilità espressive del manufatto. Gli esperimenti condotti hanno dimostrato che il metodo è fino a cento volte più veloce rispetto a quelli attualmente sul mercato. Grazie a questo metodo di produzione è possibile gestire la variazione continua e sistematica degli elementi e attuare il cosiddetto processo di mass-customization dei componenti per l’architettura e il design.

 

 

Ricerca e sperimentazione, in Italia un laboratorio di progettazione e fabbricazione digitale

INDEXLAB è un laboratorio sperimentale del Politecnico di Milano che si occupa della progettazione di sistemi costruttivi innovativi per l’industria delle costruzioni. In laboratorio vengono sperimentati nuovi processi e applicazioni, con l’obiettivo di realizzare prodotti ad elevate prestazioni estetico-funzionali. I prototipi di forme complesse vengono realizzati con la tecnologia più evoluta e l’impiego di materiali naturali, metallici, polimerici, cementizi e compositi. INDEXLAB è un ambiente di ricerca multi-disciplinare che offre a studi di architettura-ingegneria e aziende una serie di servizi di progettazione computazionale, fabbricazione digitale e robotica, simulazione, interaction e media design. (www.indexlab.it)

“Advancing Building Construction Systems” è un progetto realizzato da Senaf, Indexlab – Politecnico di Milano e il contributo di aziende partner. Per maggiori informazioni: info@indexlab.it

In collaborazione con

Patrocini