157 Design parametrico

e processi di realizzazione

in ambito digitale

Il paper raccoglie, in forma sintetica, gli esiti di alcune sperimen- tazioni condotte nel corso di laurea in Disegno Industriale del Po- litecnico di Bari, che vedono coinvolti gli studenti del Laboratorio di Sintesi Finale in Digital design and Manufacturing e alcune im- prese del territorio della filiera moda-calzaturiero.

Sul piano teorico si sostiene che la ricerca di progetto in ambito digitale, orientata alle produzioni non seriali e customizzabili da parte dell’utente finale, offra possibilità di aggiornamento disci- plinare andando incontro agli standard attivati dalla quarta rivo- luzione industriale.

In particolare nel contributo si fa riferimento al ruolo della mo- dellazione parametrica nella gestione formale del progetto, as- sociando da una parte molteplici chiavi decisionali attivabili da parte dell’utente finale; dall’altra parte processi di realizzazione gestiti elettronicamente (riferendosi in particolare a macchine a prototipazione rapida per deposito di filamento flessibile, frese a controllo numerico, laser-engraving a controllo numerico).

Introduzione

Il tema del “su misura” irrompe nel dibattito culturale del design allorché la “quarta rivoluzione industriale” mette in discussione uno dei fondamenti della disciplina, distintasi, all’indomani della seconda rivoluzione industriale, dalle arti applicate e dall’artigia- nato attraverso le specifiche associate all’aggettivo industriale e la conseguente caratteristica seriale (Maldonado 1961, Dorfles 1963). Gli esiti del digitale, che coinvolgono tanto gli strumenti del progetto quanto i sistemi e i processi produttivi, definiscono negli ultimi anni nuove prassi disciplinari che si interfacciano con una nuova classe di utenti finali, sempre più abituati/indotti ad interagire con i prodotti già in fase di scelta/definizione, per ef- fetto delle modalità d’acquisto on line e della condivisione delle proprie scelte nel web (big data).

In questo scenario s’inserisce una delle peculiarità del made in Italy, legata al ruolo delle manifatture di pregio, sempre in grado di far fronte alle scelte del progettista, del mercato, dell’utente finale attraverso processi non rigidamente meccanici e artefatti non rigidamente seriali. Ciò in particolare nei settori dell’arredo, della moda e dell’automotive in cui la possibilità di offrire prodotti customizzabili è sempre stata una caratteristica distintiva.

158

SID – Design su misura

Le filiere della moda, in particolare, sono caratterizzate dalla seg- mentazione dovuta ai diversi saper fare necessari per configu- rare il prodotto finito, e per questa ragione sono organizzate “a distanza”, condividendo il processo produttivo con i diversi attori, fornitori di servizi specifici: dal taglio al ricamo, dall’etichettatura alla confezione, ecc. Come dimostrano alcune delle più dinami- che imprese italiane (da Geox a Zamperla, da Gucci a Valcucine) il “saper fare” rimane un ingrediente indispensabile per l’intero manifatturiero italiano. Che, alla fine, è uno dei pochi settori vitali della nostra economia (Micelli 2011).

In questo modello con la catena del valore distribuita su terri- tori talvolta distanti, il fornitore di uno specifico “saper fare” ha dovuto organizzare la propria capacità di operatore specializza- to mediante piattaforme on line (Bolisani, Scarso, 2004, p. 216). Non è un caso che negli ambiti della produzione di calzature, ac- cessori moda ecc., si siano implementati molti degli standard in- dustriali richiamati dalla cosiddetta quarta rivoluzione. Il settore calzaturiero, per esempio, nella fase di trasformazione del suo sistema produttivo e dell’organizzazione della sua filiera si col- loca tra i settori maggiormente interessati dai fenomeni in atto, comprendendo i processi di manifattura additiva, la stampa 3D, la robotica, le comunicazioni, le interazioni machine-to-machine, la scansione tridimensionale e l’invio dei dati a distanza. Definendo nuovi parametri di competitività aziendali e la possibilità di nuovi approcci user centred volti alla valorizzazione della user-experience stimolata dai processi di interazione diretta (Norman 2014).

Il ruolo degli strumenti digitali

La pratica di sviluppare il progetto in ambito digitale, dall’ideazio- ne alle fasi più avanzate della ingegnerizzazione, ha nell’ultimo ventennio visto incrementata la cosiddetta capacità della ricerca di progetto di definire “sistemi conoscitivi” sempre più in linea con approcci metodologici che definiscono: “systematic inquiry whose goal is knowledge of, or in, the embodiment of configu- ration, composition, structure, purpose, value, and meaning in mean-made things and systems” (Archer 1981, pp. 30-47). La realtà virtuale modellata al computer offre, infatti, sia all’uten- te esperto sia all’utilizzatore finale (osservatore utente, così come definito da Maldonato) la possibilità di fruizione e interazione di- retta, oltre che di una navigazione immersiva, (Maldonado 2005, p.149); questo aspetto sposta il ruolo degli applicativi software dall’essere mero supporto strumentale alla progettazione (com- puter aided design) ad essere strumenti di conoscenza e controllo

159

Design parametrico e processi di realizzazione in ambito digitale

della complessità, abilitando l’interazione diretta dell’utente finale con la configurazione del prodotto ed il processo produttivo. Anche sul piano del linguaggio uno degli apporti più complessi si deve alla introduzione dei processi digitali-parametrico gene- rativi a cui si associano la prototipazione rapida e le tecniche di produzione controllate elettronicamente.

La rivoluzione digitale, infatti, nell’ultimo ventennio ha contribuito all’accelerazione dei processi di modifica degli strumenti del design al punto da incidere sia sulla prassi sia sull’intero corpus disciplina- re. Quest’ultimo si è dovuto confrontare con le possibilità offerte dalla progettazione e produzione digitale sui processi di produzio- ne in serie, di fatto customizzabili con estrema flessibilità sia sul dato produttivo sia sul dato del prodotto finale. Inoltre, le tecni- che di produzione digitalizzate hanno aperto nuovi orizzonti alle cosiddette produzioni artistiche, un tempo affidate alla manualità artigiana, tanto da riaprire il dibattito culturale sul ruolo dell’or- namento e sull’artigianato digitale, nel complesso delle più am- pie prospettive delle industrie creative contemporanee (Di Roma, 2016 pp.15-16).

Il linguaggio degli artefatti evolve in relazione al progresso scien- tifico e tecnologico e la metafora biologica, definibile matemati- camente attraverso codici non euclidei, diventa emblema di una ricerca di mimesi verso la natura e di possibilità virtuose dei pro- cessi di modellazione e prototipazione attraverso sistemi additivi. “Oltre alla velocità e alla capacità di diffusione, la quarta rivolu- zione industriale è unica in considerazione della crescente armo- nizzazione e integrazione tra le diverse discipline e innovazioni. Si tratta d’innovazioni concrete che derivano dall’interdipendenza le diverse discipline e innovazioni. Oggi, per esempio, le tecnolo- gie della fabbricazione digitale possono interagire con la dimen- sione biologica. Alcuni designer ed architetti stanno già integran- do aspetti di design computazionale, processi additivi, ingegneria dei materiali e biologia di sintesi per elaborare sistemi che favo- riscono l’integrazione tra microorganismi, il nostro corpo, i pro- dotti che consumiamo, e addirittura gli edifici in cui viviamo. Nel fare questo, creano (e spesso “allevano”) oggetti che mutano e si adattano continuamente (tratti distintivi del mondo animale e vegetale).” (Schwab 2016, p. 25).

160

SID – Design su misura

Casi applicativi

La sperimentazione che si presenta è frutto del susseguirsi di 3 fasi principali:

• Fase 1: Scelta del modello formale di riferimento: modello biologico e definizione del modello matematico alla base del mo- dello formale scelto (fig. 1 );

• Fase 2: Costruzione del modello generativo in ambito digita- le (mediante utilizzo software visuale grasshopper e applicativo cad Rhinoceros) e gestione del modello parametrico a cura dello studente (fig. 2 );

• Fase 3: Realizzazione dei prototipi mediante tecnologie di pro- totipazione rapida tipo FDM per TPU e laser engraving per la la- vorazione di pelle tipo suede e tela millerighe di supporto (fig. 3 ). I processi parametrici, che implementano la modellazione tridi- mensionale hanno sistematizzato gli algoritmi della matematica di riferimento per la generazione delle griglie di pattern (tassel- lazioni regolari, tassellazioni irregolari, tassellazione di Penrose, tassellazione di Voronoi) alla base dei procedimenti compositivi della decorazione, consentendo al design di sperimentare nuove possibilità espressive. Per le sperimentazioni mostrate in figura 1 il modello matematico associato al modello formale di riferi- mento è il seguente: 1) la tassellazione di Voronoi, detta anche “tassellatura di Dirichlet: dato un insieme finito di punti S, è la partizione del piano che associa una regione V(p) ad ogni punto in modo tale che tutti i punti di V(p) siano più vicini a p che ad ogni altro punto in S; 2) la triangolazione di Delaunay, per un gruppo di punti P su un piano è una triangolazione DT(P) tale che nessun punto appartenente a P sia all’interno del circumcerchio di ogni triangolo in DT(P). Essa massimizza il minor angolo di tutti gli an- goli dei triangoli nella triangolazione.

Nella modellazione algoritmica l’utente ha la possibilità di crea- re oggetti tridimensionali attraverso la descrizione del sistema di relazioni alla base di una qualsiasi geometria complessa. Tale descrizione avviene mediante lo sviluppo di un diagramma a nodi (algoritmo visuale) secondo una logica associativa, all’interno di specifici editor che operano in parallelo al software di modella- zione. Pertanto ciò che viene manipolato non è l’oggetto, ma il suo processo di costruzione e i relativi dati .

Gli strumenti di modellazione algoritmica hanno consentito la generazione ed il controllo di formale proponendo le diverse composizioni oggetto delle figure 2 e 3. I sistemi parametrici di progetto sono dinamici modificabili in tempo reale, mediante la

163

Design parametrico e processi di realizzazione in ambito digitale

variazione dei parametri definiti durante la costruzione del dia- gramma.

L’approccio metodologico descritto definisce un approccio inte- rattivo tra il modello algoritmico e la configurazione finale a cura dello studente che ha avuto diretta responsabilità anche sulla re- alizzazione finale, attraverso la gestione degli specifici applicativi software di tipo cam e le specifiche di utilizzo macchina.

Conclusioni

La caratteristica di offrire produzioni e beni di consumo “custo- mizzati” è da sempre riconosciuta come un valore aggiunto al si- stema manifatturiero italiano. Gli standard 4.0 dell’industria con- temporanea offrono al sistema produttivo, ai prodotti e ai servizi nuove opportunità per l’affermazione del made in Italy, coerenti con l’avanzamento tecnologico.

Sul piano del sistema manifatturiero il tema della customizza- zione impatta con le caratteristiche della fabbrica intelligente, considerata “versatile” e “flessibile” al fine di trovare «soluzioni specifiche per requirements variabili: famiglie di prodotti, indivi- dualizzazione delle esigenze da soddisfare, segmentazioni varia- bili della domanda» (Lombardi, 2017, p. 50).

In particolare, questa si specializza attraverso l’adattabilità dei

cyber physical systems che, mediante le dinamiche del digitale,

investe gli apparati fisici della fabbrica andando incontro ad esi- genze di competitività sul piano del mercato. Di conseguenza «Il sistema economico-produttivo nel suo complesso diviene adat- tabile, trasformabile, ad elevata performance, in una parola “in- telligente” e ad alto quoziente performativo, perché può cambia- re le sue caratteristiche strutturali a seconda dei change drivers esogeni ed endogeni» (Lombardi, 2017, p. 70).

Questi aspetti aprono a nuove modalità, pedagogicamente rile- vanti, di approccio al progetto del prodotto industriale (advanced) che tendono: da una parte allo sviluppo di una specializzazione tecnica, con implementazione di tecnologia per gli strumenti del progetto e della gestione del processo produttivo gestiti in ambi- to digitale; dall’altra parte verso la nascita di nuovi contesti cul- tuali in grado di definire classi di artefatti di nuova generazione portatori di nuovi valori di “senso”.

Didascalie immagini

1 Dal modello biologico al modello matematico. Tassellazione di Voronoi e triangolazione di Delaunay.

2 Variazioni controllate parametricamente dei modelli generativi di base a cura di Fabiola Fasano e realizzazione in TPU bianco in collaborazione con 3D box Creative Lab.

3 Variazioni controllate parametricamente dei modelli generativi di base a cura di Fabiola Fasano e realizzazione engraving su pelle tipo suede e tela millerighe in collaborazione con Revolution Shoes srl.

Riferimenti bibliografici

Archer B. (1981). A view of the nature of design research. In Jacques R., Powell J. (eds) Design. Science. Method. Guildform, Surrey, Westbury House, pp. 30-47 Bolisani E., Scarso E.(2004) E-bussines e gestione della conoscenza nella filiera tessile-abbigliamento: alcune riflessioni a partire dall’esperienza basic net. In Marchi G., Nardin G. (a cura di) Internet nell’industria dell’abbigliamento. Esperienze nel distretto marchigiano e nel sistema moda italiano. Milano, Franco Angeli, p 216. Di Roma A. (2016) Footware Design. Tra nuova artigianalità e procedimenti di design e manifattura digitale. Bari, Favia, pp. 15-16

Di Roma A. (2017) The paradox of “tailored shoe” in the contemporary digital manufacturing systems. In Design for next. The Design Journal. Uk, Taylor & Francis Group Dorfles G. (1963) vol. 20, p. S2689-S2699

Dorfles G. (1963) Introduzione al Disegno Industriale. Bologna, Cappelli editore Lombardi M. (2017), Fabbrica 4.0, I processi innovativi nel “multiverso” fisico- digitale. Firenze, Irpet, p. 70

Maldonado T. (1961) Disegno industriale un riesame. Milano, Feltrinelli Maldonado T. (2005) Reale e virtuale. Milano, Feltrinelli, p.149 Micelli S. (2011) Futuro artigiano. Bologna, Il Mulino Munari B. (1981) Da cosa nasce cosa. Bari, Laterza, p.109.

Norman D. (2014) La caffettiera del masochista. Il design degli oggetti quotidiani. Firenze, Giunti

167

Design per la prevenzione e il monitoraggio