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Dall'idea all'oggetto: i nuovi paradigmi di progettazione nel design

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Le stampanti 3D forniscono ai progettisti una nuova possibilità di realizzazione fisica della loro idea in modo veloce ed economico a partire da un disegno realizzato da un programma CAD.
E’ importante per il progettista e anche a chi fa sculture in prototipazione avere una buona conoscenza delle tecniche di modellazione e di stampa.
Per tradurre un’idea in oggetto è necessario che il progettista conosca non solo le potenzialità ma anche i limiti del programma CAD che intende utilizzare, inoltre deve seguire dei corretti paradigmi di modellazione che variano a seconda della forma.
Ad esempio ci sono diversi modi di progettare una semplice tazzina da caffè che sono condizionati dalla geometria e dalla tipologia della stampante che la deve produrre.

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Dall'idea all'oggetto: i nuovi paradigmi di progettazione nel design

  1. 1. Arch. Claudio Gasparini
  2. 2. Nel passato e’ sempre esistita una stretta relazione fra i vari sistemi di rappresentazione ed il sistema costruttivo. In particolare fra il disegno, il progetto ed l’oggetto prodotto. Andrea Palladio, I quattro libri dell’architettura, Fregi
  3. 3. La funzione del disegno è di comunicazione del progetto e soprattutto di controllo e di verifica. Nel passato ha svolto la funzione di “sistema costruttivo” Fonda Girolamo, Elementi di architettura civile e militare, Roma, stamperia Mainardi, 1764
  4. 4. Nelle scienze applicate, l’Encyclopédie di Diderot intende catalogare la conoscenza. La cultura delle arti e dei mestieri è patrimonio della filosofia del Rinascimento italiano. Diderot, d’Alembert, Encyclopédie, 1751 Enclyclopédie
  5. 5. Si è affermato un metodo di progettazione strettamente grafico, dal momento che il mezzo grafico era uno dei pochi strumenti per fare scienza e tecnica. CNR, Manuale dell’Architetto, 1953
  6. 6. Gli strumenti di disegno possono condizionare il progetto?
  7. 7. Il compasso geometrico e militare di Galileo è stato inventato a Padova nel 1597 e consentiva di effettuare operazioni aritmetiche e geometriche complesse per l’epoca.
  8. 8. I trattati del ‘500 fornivano le regole fondamentali per la progettazione, rappresentate dagli Ordini architettonici che erano il riferimento permanente ed assoluto dell’arte del costruire. Costituiscono anche un linguaggio condiviso per la riduzione di una realtà complessa. Il Vignola, Costruzione di voluta ionica, Regola delli cinque ordini d’architettura, 1562
  9. 9. Dati tre cerchi distinti in un piano, costruire un cerchio tangente a tutti e tre i cerchi dati. Fasi di costruzione usando riga e compasso seguendo il processo completo. Con il CAD la realizzazione è immediata. Problema di Apollonio di Perga, 262 a.C.
  10. 10. La geometria descrittiva è la scienza che permette di rappresentare in modo inequivocabile su uno o più piani, oggetti bidimensionali e tridimensionali.
  11. 11. In passato la riga e il compasso sono stati i soli strumenti capaci di tracciare linee accurate, perciò la retta e il cerchio erano i soli elementi grafici che potevano essere compresi in una dimostrazione geometrica.
  12. 12. Il disegno era composto esclusivamente da per luoghi geometrici: cerchio, asse, ellisse ecc.
  13. 13. Con i luoghi geometrici si possono generare figure geometriche semplici come sfera, cilindro superfici rigate. Sono figure che nascono dal movimento del cerchio o della retta. Le superfici prodotte da linee grafiche sono superfici rigate. Superficie rigata
  14. 14. Nella progettazione tradizionale l’obiettivo è arrivare ad una forma seguendo un processo logico ed operativo sequenziale.
  15. 15. Nella progettazione integrata e digitale il processo è flessibile e non più limitato da fasi obbligate.
  16. 16. Non ci sono piu' distinzioni fra disegno artistico, disegno tecnico, tavola costruita con i codici della Geometria descrittiva, disegno automatico, modello informatico e modello fisico. Sgabello, Achille e Pier Giacomo Castiglioni, 1957, prod. Zanotta .
  17. 17. La modellazione 3D può rientrare in due tipologie: • Modellazione geometrica • Modellazione organica Tecniche di modellazione geometrica • Modellazione Procedurale (automatica e semi-automatica) • Modellazione Manuale • Da dati provenienti da modelli reali (scansione tridimensionale)
  18. 18. • Modellazione Solida - dove l'oggetto risultante è considerato come formato da un volume pieno. • Modellazione Volumetrica - determina delle entità generanti una superficie implicita. • Modellazione di superfici - l'oggetto in questo caso è determinato dalle sue superfici esterne.
  19. 19. Uno dei principali vantaggi associati all’uso dei sistemi CAD è quello di poter costruire dei modelli con variabili (tipicamente dimensioni) che possono essere successivamente variate senza dover ricostruire l’intero modello
  20. 20. La modellazione NURBS è una modellazione basata sulle curve che permette un controllo perfetto di quanto si va a creare. La tecnologia NURBS (Non Uniform Rational B-Splines - B-Spline razionali non uniformi) permette la creazione di curve e superfici definite accuratamente nella forma. SW: Rhino, Maya, Blender Pro: molto preciso, simulazioni e calcoli, prototipazione Applicazioni: settori del design, architettura, industria.
  21. 21. La modellazione poligonale genera superfici organizzate in maglie di facce poligonali con diversi livelli di dettaglio. Queste superfici di suddivisione possono solo approssimare l'oggetto finale se con un basso livello di poligoni (in questo caso caso l'oggetto viene detto Low Poly). SW: 3DS Max Pro: flessibile, adattabile Applicazioni: video giochi, Film e TV, video professionali, simulazione. Pixar, Lucas Film
  22. 22. La modellazione sculpting si avvicina molto al procedimento della scultura con plastilina perché interattiva e graduale. SW: ZBrush, Blender, 123D Sculpt Pro: facile, plastico, approssimato. Non preciso Applicazioni: facce, corpi, sculture digitali
  23. 23. La modellazione procedurale genera superfici mesh di facce poligonali con livelli di dettaglio variabili. Queste superfici di suddivisione possono approssimare l'oggetto finale con un basso livello di poligoni (Low-Poly) o alto (High-Poly). Procedural texturing: texture calcolata, es. legno SW: Blender, Pro: automatica, semi automatica, algoritmica, variabile Applicazioni: casualità, autosimiliarità, ripetizione elementi, frattali, terreni, simulatori fluidodinamici, vegetazione, capelli
  24. 24. La scansione tridimensionale mediante strumenti. • Fotogrammetria - è un sistema abbastanza semplice e economico,[36] che permette di acquisire forme a basso dettaglio. Si utilizzano delle fotografie del soggetto prese da varie angolature ed il software ricostruisce il modello. • Sonda 3D a contatto (Tastatore) Usa un braccio meccanico snodato che va a "tastare" il modello negli incroci di una griglia segnata sulla sua superficie. • Scansione Laser: il laser scanner 3D fornisce le coordinate spaziali di una nuvola di punti appartenenti all'oggetto del rilievo.
  25. 25. Quale software usare ? Sgabello rustico in legno, designer sconosciuto, produzione Italia
  26. 26. Teiera doppia per un tè a due Esiste • un Modello 3D corretto e • un Modello 3D non corretto nella progettazione?
  27. 27. Si deve spostare l'attenzione dall'aspetto tecnico della modellazione all’analisi attenta del modello da realizzare. Teiera doppia per un tè a due Il processo di modellazione deriva essenzialmente dalla tipologia del modello.
  28. 28. Modello 3D da realizzare: SEDIA ▼ Tipologia di Modellazione: Solidi, Superfici e NURBS ▼ Utilizzo del Modello: Videogame Realtime Produzione stampa in Stereolitografia SISTEMA DI MODELLAZIONE Modellazione poligonale Low Poly SISTEMA DI MODELLAZIONE Modellazione NURBS SISTEMA DI MODELLAZIONE Modellazione poligonale + Scultura 3D + Conversione STL ▼ ▼ ▼ CARATTERISTICHE DEL MODELLO numero minimo di poligoni mesh molto leggera CARATTERISTICHE DEL MODELLO superficie ottimizzata per il calcolo CARATTERISTICHE DEL MODELLO altissimo numero di poligoni mesh molto pesante
  29. 29. Progettato con CATIA di Dassault Systémes programma di progettazione nato in ambiente aerospaziale ed applicato soprattutto nei settori meccanici e automotive. Frank Gehry, Museo Guggenheim, Bilbao, 1997
  30. 30. Attribuito al movimento del decostruttivismo, quest’opera di Frank Gehry è definita "senza geometria" ( senza geometria euclidea) per la mancanza di strutture e particolari architettonici sempre presenti nella storia dell’arte. Frank Gehry, Museo Guggenheim, Bilbao, 1997
  31. 31. Courtesy AIA/ CRC Progetto integrato in tutti gli aspetti costruttivi, dalla tipologia, ai calcoli fino al rendering finale nel costruito reale.
  32. 32. Visualizzazione interattiva, con Alias Autodesk
  33. 33. Sperficie generata con Rhino e Grasshopper (parametrico)
  34. 34. • Spessore superfici > 05 mm •Facce chiuse •No a spigoli in condivisione •Normali del modello corrette Claudio Gasparini, Tazzina Regina, serie Tazzine nubili Proprietà di un modello per la stampa
  35. 35. •Ridurre la dimensione •Spazio negli incastri •Modello deve essere stabile •Non usare i pieni Claudio Gasparini, Tazzine nubili Proprietà di un modello per la stampa
  36. 36. •Ottimizzare lo spazio. Il tempo non è tutto uguale •Corretto numero di poligoni •Less Is More More Is Less Cerca di risparmiare materiale e tempo Claudio Gasparini, Tazzine nubili Proprietà di un modello per la stampa
  37. 37. Claudio Gasparini claudio.gasparini@cad-tutor.com www.cad-tutor.com/gasparini Google search: Tazzine nubili Grazie per l’attenzione

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