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ACTLAB stampa in 3D il Trabeculae Pavilion con 112 Km di filamento biopolimerico FiloAlfa

ACTLAB annuncia il completamento di Trabeculae Pavilion, un’architettura leggera che unisce i più recenti sviluppi della stampa tridimensionale con il disegno computazionale basato su logiche naturali. Il prototipo è il risultato della ricerca di Roberto Naboni, il quale ha sviluppato e realizzato il padiglione durante il suo dottorato presso il Politecnico di Milano, assieme ad un team di specialisti in progettazione architettonica sperimentale.

Il progetto cerca nell’ambito della stampa tridimensionale le risposte al problema crescente della scarsità di risorse materiali. Il design si basa su un processo computazionale che trova ispirazione nella Natura, in particolare nelle logiche di materializzazione delle trabecole, le cellule che formano la microstruttura interna delle ossa. A partire da questi studi, sono stati creati una serie di algoritmi che consentono la progettazione di strutture ad alta efficienza, che minimizzano l’uso di materiale da costruzione tramite continue variazioni di dimensione, topologia e sezione. La stampa 3D è oggi l’unica tecnica che consente di trasformare questa complessità in un reale sistema da costruzione.

“Gli ultimi decenni hanno testimoniato una crescita esponenziale nella richiesta di materiali grezzi a causa della continua urbanizzazione e industrializzazione delle economie emergenti. Questa ricerca investiga modelli biologici e le opportunità offerte dalle nuove tecnologie di fabbricazione additiva per trovare una soluzione sostenibile all’uso dei materiali da costruzioni. Il nostro obiettivo è quello di esplorare un nuovo modello costruttivo: avanzato, efficiente e sostenibile.”  afferma Roberto Naboni, architetto e attualmente Professore presso la University of Southern Denmark (SDU).

Un guscio adattivo ai carichi strutturali

Il padiglione costruito è un guscio la cui forma risponde in modo efficiente e adattivo alle condizioni strutturali, composto da 352 componenti che formano una superficie totale di 36 metri quadri, creato grazie all’estrusione di 112 chilometri di filamento di biopolimero ad alta resistenza, sviluppato ad-hoc con il partner industriale FILOALFA per migliorare le capacità della tecnica additiva Fused Deposition Modelling (FDM) alle necessità del mondo delle costruzioni.

ACTLAB

Le strategie innovative utilizzate per il design permettono una distribuzione efficiente del materiale alle diverse scale, garantendo la creazione di una struttura leggera e resistente con un rapporto peso su area che varia tra 6 e 10 kg/m2 – almeno dieci volte più leggero rispetto a tecniche costruttive convenzionali dalle prestazioni meccaniche comparabili. Il padiglione è una espressione di un sistema tettonico pensato e sviluppato con e per la stampa tridimensionale, dove il progetto coordina diverse logiche di efficientizzazione del materiale applicate ad alta risoluzione, con una precisione che raggiunge il decimo di millimetro.

Completamente stampato in 3D

Il processo di fabbricazione dei componenti costruttivi è stato basato sulle stampanti Delta WASP, che hanno formato una printing farm installata nei laboratori del Dipartimento ABC del Politecnico di Milano, dove hanno permesso processi produttivi paralleli per la durata complessiva di 4352 ore di stampa.  L’uso dell’estrusore sperimentale Spitfire è stato introdotto per la prima volta nella fabbricazione di componenti strutturali, garantendo elevata resistenza e tempistiche ridotte di stampa.

La sinergia tra tecnologie di design, materiale e manifattura innovativa presenti in questo progetto hanno permesso lo sviluppo di una tecnica di costruzione innovativa basata su un processo di fabbricazione additiva che permette di costruire una forma architettonica concepita secondo logiche materiali che reagiscono in modo adattivo  agli sforzi strutturali.

Teamwork

Trabeculae Pavilion è un progetto di ricerca promosso dal laboratorio ACTLAB, guidato dal Prof. Ingrid Paoletti (Politecnico di Milano) e dal Prof. Roberto Naboni (SDU). Il team di Ricerca, Design e Sviluppo include Roberto Naboni (Investigatore Principale e Leader di Progetto), Anja Kunić (Design Computazionale) e Luca Breseghello (Design Computazionale). Mithun Kumar Thiyagarajan e Gabriele Seghizzi hanno seguito le attivit di fabbricazione e costruzione e al progetto hanno collaborato anche Francesco Martelli (Analisi Strutturale) and l’ITKE della University of Stuttgart (Valentin Koslowski, Jan Knippers per Analisi Strutturale e Test Materiali. Altri collaboratori includono Verley Henry Côco Jr., Rahul Sehgal, Elena Kriklenko, Maia Zheliazkova, Hamed Abbasi, Francesco Pasi, Sibilla Ferroni. A livello industriale WASP  ha fornito le stampanti 3D e FILOALFA ha fornito i materiali polimerici.

 

Davide Sher

Sono un giornalista professionista iscritto all'ODG dal 2002 e mi sono sempre occupato di comunicazione trade. Per 10 anni ho redatto una testata dedicata al mercato dei videogiochi e successivamente ho partecipato alla creazione del primo iPad magazine dedicato all'elettronica di consumo. Dal 2012, mi occupo esclusivamente di stampa 3D/manifattura additiva, che vedo come la più affascinante e reale delle tecnologie oggi agli albori ma che plasmeranno il nostro futuro. Ho fondato Replicatore.it nel 2013 e ho scritto come blogger per diversi siti internazionali. Nel 2016 ho fondato la mia società 3dpbm (www.3dpbm.com), con base a Londra, che offre servizi di supporto alle aziende che vogliono comunicare, sia in Italia che nel mondo, i loro prodotti legati alla manifattura additiva. Oggi pubblichiamo diverse testate internazionali tra cui 3D Printing Media Network (il nostro sito editoriale internazionale), 3D Printing Business Directory (la più grande directory al mondo di aziende legate alla stampa 3D), Replicatore.it, Replicador.es e 3D Printing Media Network Chinese Version. Inoltre sono Senior Analyst di SmarTech Analysis, una delle più importanti realtà al mondo attive nella rilevazione di dati e previsioni di mercato relative ai vari segmenti verticali dell'industria della manifattura additiva.

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