Il flusso di lavoro inizia nel contesto del progetto architettonico generale (spesso sviluppato in ambiente BIM con l’utilizzo di Revit). Nei progetti complessi l’involucro è formato da connessioni articolate che richiedono una visualizzazione realistica e in tempi brevi per approvazione architettonica e funzionale.
L’uso di prototipazione con stampa 3D FDM è diventato uno strumento strategico di aiuto per questa fase di progetto.
Eseguita la modellazione 3d con Revit, il processo si sposta su programma di modellazione CAM Fusion di cui si dettagliano le fasi di workflow seguenti:
1. Ingegnerizzazione e Modellazione di Dettaglio in Autodesk Fusion
Fusion permette la modellazione parametrica e meccanica di un "campione di nodo" (solitamente uno spezzone a T o a croce che mostra l'incrocio tra montante e traverso, completo di sistema di apertura, ma può essere realizzato qualsiasi altro dettaglio con limiti dimensionali di macchina) per componenti custom che non sono disponibili di serie, e la cui realizzazione con tecniche industriali tradizionali richiederebbe stampi o matrici apposite con tempistiche ben superiori.
A. Impostazione Parametrica e Schizzi (Sketching)
Fase che permette di impostare le quote del modello in modo dinamico senza dover ridisegnare il modello.
Questi programmi permettono di fissare tolleranze di massima precisione al fine di ottenere la piena compatibilità tra le varie parti e delle varie geometrie delle lavorazioni (fori, asole, loghi ecc…).
B. Modellazione dei Componenti (Assieme)
Il prototipo viene modellato come un assieme composto da più corpi (Bodies) poi convertiti in componenti solidi indipendenti che simulano i profili metallici, guarnizioni, accessori di cinematica e vetri.
Successivamente nei campioni con componenti mobili vengono applicati i Joints (es. Revolute o Slider) per testare cinematicamente i movimenti verificando che non vi siano collisioni geometriche.
2. Preparazione alla Stampa 3D FDM: Strategia di Slicing
Definito il modello digitale, per la fase di stampa la tecnologia FDM (a deposizione di filamento fuso) richiede una scomposizione intelligente per garantire la solidità dei pezzi, ottimizzare la stampa e minimizzare l'uso di supporti.
Per la fase di stampa la tecnologia FDM richiede per l’esportazione in formati compatibili con il programma di stampa (Slicer) tipo STL o 3MF da Fusion.
Ogni componente reale richiede un materiale surrogato compatibile che simula il più possibile le sue caratteristiche originarie che viene scelto da un archivio di collaudi storici dei materiali.
3. Stampa 3D e Post-Processing
Ogni stampa richiede un codice che viene generato dal programma specifico che permette la produzione in sequenza o in contemporanea se si dispone di un sistema multi-materiale/multi-colore e terminata la stampa, si procede alla rimozione dal piatto e alla rifinitura dei pezzi.
4. Assemblaggio Finale del Campione Fisico
Il flusso di lavoro si conclude con il montaggio del prototipo meccanico di tutte le sue parti e del suo fissaggio.
Il risultato finale è un modello architettonico-meccanico in scala 1:1 (o in scala ridotta) perfettamente funzionante. Questo prototipo permette ai progettisti di testare visivamente l'estetica, l'ergonomia dei dettagli e i processi di montaggio prima di avviare la costosa produzione delle matrici industriali di estrusione e soprattutto permette la riduzione dei tempi della catena decisionale del progetto, specie nella fase di produzione del successivo performance mock-up da testare in laboratorio
Lo Studio con la figura del Modellatore / Designer 3D Dario Cattivelli ha sviluppato nei recenti anni questa tecnologia, per completare le fasi critiche dei processi di cantiere con sistemi custom.
A tale scopo è stato predisposto un laboratorio integrato all’ufficio dove sono presenti diverse stampanti FDM e SLA in ambiente protetto e sterile.
Come esempio per tale processo tecnologico è stato preso a riferimento l’ospedale pediatrico MIRE di Reggio Emilia del progettista BININI Partners di cui lo Studio Cattivelli è DO per le facciate, che utilizza diversi sistemi ad alte prestazioni tra cui infissi a taglio termico di ampie dimensioni e vetri a doppia camera inseriti come componenti di facciate a doppia pelle.
