Nel mondo del design ciò che spesso fa nascere cambiamenti sostanziali di pensiero, è il modificarsi delle esigenze che l’industria produttrice ha e che è conseguenza di una modificazione delle richieste del mercato. Quest’ultimo, come ho avuto già modo di scrivere su queste pagine, è costituito da persone alle quali il produttore si rivolge per cui sono proprio le loro esigenze a stimolare il cambiamento. Si dice che il mercato è sempre in continua evoluzione e la verità è che esso risente, oggi più che in passato, della crescente globalizzazione che ha portato all’interscambio di prodotti da uno stato all’altro con la conseguente contaminazione anche positiva delle diverse culture. Questa situazione si è evidenziata maggiormente dalla fine del secolo scorso. Al di là dell’analisi sociologica (anch’essa per altro importante quando parliamo d’Industrial Design) la considerazione che possiamo fare è che questo contesto, ha comportato una frammentazione della produzione per la necessità di soddisfare esigenze varie o personalizzate, e conseguentemente la produzione spesso di piccole serie e realizzate in tempi ristretti. Per far fronte a queste nuove esigenze la tecnologia ci ha dato degli strumenti molto interessanti che si chiamano: Rapid Prototyping e Rapid Tooling. Con il termine Rapid Prototyping si intende un insieme di processi che realizzano modelli e componenti per addizione di materiale layer by layer a partire da un modello matematico tridimensionale (3D). Diversamente da tutte le macchine tradizionali, che funzionano per sottrazione successiva di materiale da un blocco nel quale è contenuta la forma che si vuole ricavare, i sistemi di R.P. fabbricano strati successivi di materiali costituiti di volta in volta da liquidi, polveri, fili o laminati. Strato dopo strato, queste macchine ricostruiscono l'oggetto che rappresenta il modello matematico di partenza. Per questa ragione tale tecnologia produttiva è anche nota come Layer Manufacturing. Essa è una tecnologia innovativa che rende possibile la produzione (in poche ore e senza l’ausilio di utensili o attrezzature particolari) di oggetti di geometria comunque complessa, direttamente dal modello matematico dell’oggetto realizzato su un sistema cad tridimensionale (modellatore solido). Dall'idea pionieristica di Charles W. Hull, datata 1982, è nata 3D Systems Inc., società americana capostipite del settore e, cinque anni più tardi, ha origine il primo apparato per la stereolitografia, la SLA-1. La presenza sempre più capillare di sistemi CAD ha dato una spinta straordinaria alla ricerca di metodologie sempre nuove e diverse, finalizzate alla realizzazione di oggetti a partire da una geometria definita elettronicamente. Dalle ricerche, perciò, sono nate e si sono consolidate altre tecnologie come il selective laser sintering (più brevemente SLS), il fused deposition modeling (o FDM), il laminated object manufacturing (LOM) e molte altre. I sistemi di R.P. sono molti, circa una ventina, e adottano sistemi diversi per giungere alla realizzazione del prototipo. Essi comportano una serie si passaggi che possiamo identificare come segue: 1) Modellazione con cad 3d dell’oggetto per solidi o superfici, 2) Trasformazione del modello cad in formato stl. 3) Lettura del file stl da parte del software della macchina di R.P. cui segue l’orientamento del modello stl, la creazione dei supporti (a seconda della tecnologia), 4) Esecuzione dello slicing (operazione comune a tutte le tecnologie, che consiste nell’intersezione del modello completo o meno di supporti, a seconda della tecnologia, con una serie di piani la cui normale e’ parallela alla direzione di costruzione del modello. lo slicing varia, attualmente, a seconda delle tecnologie e delle necessità tra 0.05 e 0.7 mm, 5) Costruzione fisica del prototipo sulla macchina di R.P., 6) Rimozione dei supporti pulizia e finitura manuale del prototipo. Nessuno degli attuali sistemi di R.P. consente di ottenere un prototipo in materiale definitivo o realizzato con tecnologie similari a quelle che saranno poi utilizzate realmente in produzione. Per poter quindi giungere alla Rapid Manufacturing si sono dovute studiare delle altre tecniche e quindi un sempre maggiore interesse viene rivolto al Rapid Tooling. Esse sono quelle tecniche che consentono la produzione rapida di attrezzature e messa a punto di processi che consentono la produzione di pre-serie, con caratteristiche definitive, partendo da un oggetto prodotto per R.P. I vantaggi sono notevoli e vanno dalla riduzione dei tempi e dei costi di produzione dei prototipi e conseguente contenimento del time to market, alla possibilità di realizzare pezzi con forme complesse (con cavità, sottosquadri, profili difficilmente ottenibili con lavorazione meccanica tradizionale). Le limitazioni ci sono nelle tipologie di materiali utilizzabili. È importante invece la possibilità di correzione degli errori che il progettista al cad non è riuscito ad eliminare e che normalmente vengono corretti solo in fase avanzata di sviluppo del prodotto, dopo la realizzazione della pre-serie o già nella fase preproduttiva, con forti penalizzaizioni economiche. Inoltre si ha l’opportunità di valutare la funzionalità del prodotto, realizzare modifiche ritenute necessarie ed eventualmente scegliere tra alternative diverse già in fase progettuale, avendo la disponibilità immediata del prototipo. Le tecniche di Rapid Prototiping & Tooling giocheranno nel nuovo millennio un ruolo sempre più determinante nello sviluppo dei nuovi prodotti e delle relative attrezzature. Nell’era della globalizzazione dei mercati la capacità di offrire tempi di sviluppo e industrializzazione sempre più contenuti è il nuovo e stimolante obiettivo per le nostre imprese. Già diverse industrie, anche qui in Friuli, si stanno attrezzando per il Rapid Prototiping, recentemente la Tonon s.p.a. di Manzano, per esempio, si è indirizzata verso questa tecnologia per dare un maggiore impulso alla sua costante ricerca. Queste tecnologie innovative rappresentano infatti il collante tra le varie fasi di sviluppo del prodotto come la progettazione, il CAD 3D, la definizione dell’attrezzatura e la fabbricazione della pre-serie e sono quindi già da ora un supporto importante sia per i designers sia per il produttore, che possono concretamente e velocemente valutare il frutto della loro ricerca e di conseguenza apportare quelle eventuali necessarie modifiche al prodotto finale.

Prof. Fabio Di Bartolomei

Industrial & Interior Designer

Libero professionista,

Design Professor at the Academy of Fine Arts Cignaroli of Verona Former Design

Professor at the Architecture Faculty of Trieste

www.dibartolomei.com info@dibartolomei.com