innovazione tecnologica per costruire su misura: dal disegno all’ingegnerizzazione, fino alla...

Innovazione tecnologica per costruire su misura: dal disegno all’ingegnerizzazione, fino alla produzione “file-to-factory” Prof. Gabriele Masera, Arch. Marco Muscogiuri, Ing. Graziano Salvalai, Alice Bongiovanni, Alessandro Tamburello !FaberLab - Tradate, Viale Europa 4a (VA) 21 novembre 14

1300 1871 1894 2014

Crystal Palace Joseph Paxton Londra (UK)

Industrializzazione 1851

Crystal Palace Joseph Paxton Londra (UK)

Industrializzazione 1851

Villa Savoye Le Corbusier Poissy (Francia)

Industrializzazione 1931

Maison Dom-Ino Le Corbusier

Industrializzazione 1914

Villa Savoye Le Corbusier Poissy (Francia)

Industrializzazione 1931

Case a catalogo e sistema prefabbricato “Baukasten im Grossen” Walter Gropius

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Industrializzazione 1923

Maison de Verre Pierre Chareau Parigi (Francia)

Industrializzazione 1931

Farnsworth House Mies van der Rohe Plano, IL (USA)

Industrializzazione 1951

Dopo la guerra

Industrializzazione 1945

Industrializzazione 1960

Cité des Quatre Mille logements La Courneuve (Francia)

Trasporto di pannelli prefabbricati Karl-Marx-Stadt (ora Chemnitz, Germania)

Maglia tipo

6x6m

Profondità edificio

12m

Altezza interpiano

2,80m

Peso elementi

fino a 6,3t

Industrializzazione 1960-70

Neubaugebiet Marzahn Berlino (Germania) 1970

Industrializzazione 1970

Plattenbau Berlino Est

Any customer can have a car painted any colour that he wants so long as it is black Henry Ford 1909

Système à portique Jean Prouvé

Industrializzazione 1944

Maison Métropole Jean Prouvé Meudon (Francia)

Industrializzazione 1949

Industrializzazione

Facciate modulari Jean Prouvé

1949

Intro

Dymaxion house Buckminster Fuller

Industrializzazione 1946

Dymaxion bathroom Buckminster Fuller

Industrializzazione 1936

Eames House Charles & Ray Eames Pacific Palisades, CA (USA)

Industrializzazione 1949

Case Study House #22 Pierre Koenig Los Angeles, CA (USA)

Industrializzazione 1960

Nakagin Capsule Tower Kishō Kurokawa Tokyo (Giappone)

Industrializzazione 1972

Nakagin Capsule Tower Kishō Kurokawa Tokyo (Giappone)

Industrializzazione 1972

Modulo!2,5x4x2,5m

Il sistema aperto Ettore Zambelli

Industrializzazione 1980

Quartiere Il Rigo Renzo Piano Corciano (Perugia, Italia)

Industrializzazione 1982

Si continua a costruire con tecnologie tradizionali

Casa Passiva Brandolini Valdameri Architetti Chignolo d’Isola (Bergamo, Italia)

Industrializzazione 2003

Complesso residenziale Via Cenni Rossi Prodi Associati Milano (Italia)

Industrializzazione 2013

Prefabbricazione su misura

Industrializzazione 2013

CasAselvino AIACE Selvino (Bergamo, Italia)

Industrializzazione 2011

Industrializzazione 2014

Prefabbricazione su misura

T h e a r c h i t e c t w h o proposes to run with technology knows now that he will be in fast company, and that, in order to keep up, he may have to emulate the Futurists and discard his whole cultural load, i n c l u d i n g t h e professional garments b y w h i c h h e i s r e c o g n i z e d a s a n architect. If, on the other hand, he decides not to do this, he may find that a technological culture has decided to go on without him.Reyner Banham, 1960

Museo Soumaya Fernando Romero Città del Messico

Museo Soumaya Fernando Romero Città del Messico

Museo Soumaya Fernando Romero Città del Messico

Museo Soumaya Fernando Romero Città del Messico

Museo Soumaya Fernando Romero Città del Messico

Museo Soumaya Fernando Romero Città del Messico

Museo Soumaya Fernando Romero Città del Messico

Museo Soumaya Fernando Romero Città del Messico

Museo Soumaya Fernando Romero Città del Messico

Museo Soumaya Fernando Romero Città del Messico

Museo Soumaya Fernando Romero Città del Messico

Museo Soumaya Fernando Romero Città del Messico

Museo Soumaya Fernando Romero Città del Messico

Politecnico�di�Milano�|�Scuola�di�Ingegneria�EdileͲArchitettura�Corso�di�Disegno�dell'Architettura�1�|�Prof.�Marco�Muscogiuri�

07�Ottobre�2014 19

Politecnico�di�Milano�|�Scuola�di�Ingegneria�EdileͲArchitettura�Corso�di�Disegno�dell'Architettura�1�|�Prof.�Marco�Muscogiuri�

07�Ottobre�2014 14

Brickfacade of Keller AG Headquarter Gramazio & Kohler Architects ETH SIA BSA

Pfungen (Svizzera)

Son-O-House NOX / Lars Spuybroek

Son-en-Breugel (Paesi Passi)

Nordpark railway station Zaha Hadid Architects

Innsbruck (Austria)

ICD/ITKE Research Pavilion 2011

Stuttgart (Germania)

TRADIZIONALE Sottrazione

Stampo

INNOVATIVA Stampa3D

Sistemi di produzione Componenti di una stampa3D Materiali Funzionamento Stampanti Applicazioni&Personaggi

FDM

SLS

SLA

DMLSSLM

EBM

LOM

DLP

PP

Componenti di una stampa3D FDM: Modellazione a Deposizione Fusa Materiali Funzionamento Stampanti Applicazioni&Personaggi

Estrusore 2 Assi5Display3Filamento 1 Motori6Piano di stampa 4

Componenti di una stampa3D SLA: Stereolitografia Materiali Funzionamento Stampanti Applicazioni&Personaggi

6

1 Laser

2 Assi

3 Serbatoio

4 Motori

5 Liquido

Display

Materiali Funzionamento Stampanti Applicazioni&Personaggi

Acrilonitrile Butadiene Stirene

ABS

ARGILLA

CEMENTO

LAYBRICK

Acido Polilattico

PLA

BIOPLASTICA MACROMELT

CIOCCOLATO

SABBIA

!ALUMIDE

!CERAMICA

!POLIAMMIDE

!TITANIO

!ARGENTO STIRLING

!ORO

!OTTONE

!RUBBER-LIKE

!RESINE

!PRIME GRAY

!MULTICOLOR

FDM SLS SLA

slt

Esportazione fileSoftware stampante

Funzionamento Stampanti Applicazioni&Personaggi

Modellazione 3D

Funzionamento Stampanti Applicazioni&Personaggi

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Esportazione file Software stampanteModellazione 3D

PLAABS

Scelta del materiale

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Esportazione file Software stampanteModellazione 3D

PLAABS

Scelta del materiale

Funzionamento Stampanti Applicazioni&Personaggi

Configurazione stampante

Funzionamento Stampanti Applicazioni&Personaggi

Esportazione file Software stampante

PLAABS

Scelta del materiale Configurazione stampante

Livellamento piano di stampa

Preriscaldamento piano di stampa

Controllo organi di movimento

Caricamento estrusore

Controllo del materiale usato

Configurazione software

Funzionamento Stampanti Applicazioni&Personaggi

Progettazione Produzione

Stampanti Applicazioni&Personaggi

Galileo Smart / Kentstrapper / 799€ ProJet 1500 / 3DSystems / 15000€CubePro Trio / 3DSystems / 3499€

799€ 3499€ 15000€

Applicazioni&Personaggi Sculptify StartUp Ohio (USA)

1kg di filamento (circa 50€) = 3kg di pellets

Meno passaggi nella lavorazione della materia prima

Materiali

ABS

Nylon

HDPE

PLA TPU

EVA HIPS

PC Legno Progetto finanziato su Kickstarter

Applicazioni&Personaggi Sculptify StartUp Ohio (USA)

Applicazioni&Personaggi 3D Weaver Oluwaseyi Sosanya London (UK)

Variazione delle proprietà meccaniche in funzione della maglia di tessitura

Funzionamento Alimentazione di un unico filo passante per un ugello che tesse lungo le coordinate XYZ + estrusione resina siliconi per maggiore stabilità strutturale !

Applicazioni&Personaggi 3D Weaver Oluwaseyi Sosanya London (UK)

Applicazioni&Personaggi Canal House DUS Architects Amsterdam (Paesi Bassi)

Blocchi impilati come mattoncini LEGO Rinforzo: reticolo a nido d’ape In intercapedine: cls alleggerito (fondazioni) e isolamento

Angolo campione: alto 3m x 180kgComplesso di 13 camere in 3 anni

Applicazioni&Personaggi Canal House DUS Architects Amsterdam (Paesi Bassi)

Materiali di stampa

Stampante: KamerMaker 15x10x6m (LxPxH) Volume stampabile: 2,2x2,2x3,5m (LxPxH)

Ulteriori rinforzi in fase di test

bioplastica Macromelt (Henkel) 75% olio vegetale + microfibre

organici (bucce di banana) e di riciclo (bottiglie di plastica)

Applicazioni&Personaggi Canal House DUS Architects Amsterdam (Paesi Bassi)

Applicazioni&Personaggi 3D Print Canal House DUS Architects Amsterdam (Paesi Bassi)

KamerMaker

Applicazioni&Personaggi 10 case da 200m2 WinSun Decoration Design Engineering Co Shanghai (Cina)

24 ore

4800 dollari (circa 3800€)

Dimensioni stampante: 15x10x6,6m (LxPxH)Materiali di stampa (layer-by-layer): cemento ad asciugatura rapida + fibre di vetro

Applicazioni&Personaggi 10 case da 200m2 WinSun Decoration Design Engineering Co Shanghai (Cina)

Applicazioni&Personaggi WASProject Massimo Moretti Massa Lombarda (Italia)

World’s advanced saving project

Materiali di stampa argilla (locale) e sabbia + fibre naturali

Costo -> 0km0 Costo

→0

Applicazioni&Personaggi WASProject Massimo Moretti Massa Lombarda (Italia)

Stampante BigBig Delta fino a 6m di altezza

Applicazioni&Personaggi WASProject Massimo Moretti Massa Lombarda (Italia)

Struttura a 3 assi verticali 3 bracci per il movimento dell’estrusore Tubo della pompa collegato all’ugello !Altri materiali di stampa Ceramica / Cemento / Materiali fluido-densi !Obiettivo Stampante di 10m di altezza !

Applicazioni&Personaggi D-Shape Enrico Dini Pisa (Italia)

Deposizione degli strati: 5mm di sabbia + ossido di magnesioIndurimento: spruzzi di cloro mediante ugelli

Movimento a portale orizzontale

Applicazioni&Personaggi D-Shape Enrico Dini Pisa (Italia)

Applicazioni&Personaggi D-Shape Enrico Dini Pisa (Italia)

Radiolaria

Villa Rocce Una casa tutta di un pezzo

Applicazioni&Personaggi D-Shape: base lunare ESA Foster+Partners London (UK)

Applicazioni&Personaggi D-Shape: base lunare ESA Foster+Partners London (UK)

Modulo tubolareSpazio cupola di supporto alla stampa del guscio

2m x ora fino a 3,5m x ora

1 edificio

Materiale lunare

1 settimana

Applicazioni&Personaggi D-Shape: base lunare ESA Foster+Partners London (UK)

Quale futuro?

Contour Crafting Behrokh Khoshnevis California (USA)

1200mq su 2 livelli in 24 ore

Cemento a presa rapida

+ fibre

Contour Crafting Behrokh Khoshnevis California (USA)

Rapid Construction Real San Fratello Oakland (California, USA)

B

SEZIONE A-A

A

B

A

Politecnico di Milano - Scuola di Ingegneria Edile - Architettura

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria dei Sistemi Edilizi

A.A.

2013/14

Titolo:

Relatore:

Scala

1:20Valentina Pezzotta - Matricola 840882

Profili in alluminio per fissaggiopannelli fotovoltaici

Pannelli fotovoltaicidimensioni 104 x 156 x 6 cm

Doppia lastra in cartongessosp. 1.25 + 1.25 cm

Pannelli osb multistratosp. 1.9 cm

Profilo a C in alluminiodimensioni 3.5 x 4 cm

Pannello prefabbricato "Wood Beton ARIA"composto da:- cappa di cls, sp. 5cm - Rck 400- isolante termico in polistirene estruso,sp. 20 cm - ds. 35 Kg/m³

Trave di colmo in legnodimensioni 25 x 50 cm

Guaina impermeabilizzantesp. 0.5 cm, Rck 400

Feltro di protezione in fibra sintetica immarcescibilesp. 5 mm

Strato drenante e d'areazionesp. 5 cm

Telo filtrante in polipropilene precompresso ed incrudito a caldoresistente alla marcescenza ed alla trazione

Substrato di terriccio per giardini pensili, essenza sedumsp. 7 cm

Trave in legnodimensioni 14 x 20 cm

Travetto in legnodimensioni 6 x 12 cm

Pannello prefabbricato"Wood Beton ARIA"

Cappotto esternosp. 3 cm

Rasatura esternasp. 1 cm

Plinto di fondazione in c.a.

Pannelli osb multistratosp. 1.9 cm

Isolante in lana di rocciasp. 5 cm

Doppia lastra in cartongessosp. 1.25 + 1.25 cm

Magrone di fondazionesp. 10 cm

Vespaio aerato con elementi igloosp. 35 cm

Caldana in calcestruzzosp. 5 cm

Isolante tipo "neopir plus"sp. 8 cm

Massetto di sottofondo impiantisticosp. 13 cm

Pavimento in parquet e riscaldamento elettricosp. 1.5 + 0.5 cm

Davanzale in marmo

Guaina bituminosaimpermeabilizzante, sp. 0.4 cm

Elemento di fissaggiopannello prefabbricato

sp. 3 cm

Assito in legnosp. 3 cm

Travetto in legnodimensioni 10 x 16 cm

Isolante in lana di rocciasp. 4 cm

Scossalina in lamierapreverniciata, sp. 0.08 cm

Scossalina in lamierapreverniciatasp. 0.08 cm

Massetto in c.a.sp. 8 cm

Strato di magronesp. 10 cm

Strato di collasp. 0.5 cm

Piastrelle in gressp. 1 cm

Serramento in legno

Cordolo perimetralein c.a.

Serramento in PVC

Guaina bituminosaimpermeabilizzantesp. 0.4 cm

Complessità

Beekman Tower Frank Gehry New York

Padiglione Barhain EXPO2015 Anne Holtrop + Anouk Vogel Milano (Italia)

Magnetti Building Milano (Italia)

Involucro

3D Printed House 1.0 per il Jin Hai Lake Resort Beijing (Cina) Ronald Rael, Virginia San Fratello, Eleftheria Stavridi, Seong Koo Lee

WAVE Curtain Studio Real San Fratello Oakland (California, USA)

Cantina Gantenbein Gramazio & Kohler Fläsch (Svizzera)

Cantina Gantenbein Gramazio & Kohler Fläsch (Svizzera)

Cantina Gantenbein Gramazio & Kohler Fläsch (Svizzera)

Torri Ex FS Garibaldi Permasteelisa Group Milano (Italia)

Elemento complesso facciata

Sequenza delle fasi di montaggio dell'imbotte per finestre da tetto

1 2 3 4

Strutture

Beast Neri Oxman Museum of Science, Boston (USA)

Calchi in cemento poroso a bassa densità Neri Oxman MIT Media Lab, Cambridge (Massachusetts, USA)

Tessitura 3D Oluwaseyi Sosanya Royal College of Art

London (UK)

Giunto tradizionale

SaldatoSovradimensionato

CostosoScarsa personalizzazione

Giunto innovativo

DMLS

Design sofisticatoComplesso

Personalizzabile

Meno sprechiMigliore gestione delle forze

Leggero

Giunti Arup UK

M-Wall Zachary Schoch The Bot Laboratory

Bot Laboratory, Los Angeles (California, USA)

10 oreABS

- 1,0 metri

NYC Waterfront Construction Competition: elementi strutturali per le banchineD-Shape New York (USA)

NYC Waterfront Construction Competition: rivestimento per pali in legno D-Shape New York (USA)

Sabbia

Quake Column Ronald Rael, Virginia San Fratello Oakland (California)

Honeycomb Brick Brian Peters / DesignLabWorkshop Kent, Ohio (USA)

Building Bytes Ceramica

Picoroco Block Ronald Rael, Virginia San Fratello, Seong Koo Lee Oakland (California)

blocchi da 30,4x30,4x30,4cm

Building Bytes Ceramica

Interlocking Brick Brian Peters / DesignLabWorkshop Kent, Ohio (USA)

Building Bytes Brian Peters

PolyBrick Jenny Sabin Cornell University Design Lab

Ithaca (USA)Leganti: alcool e zucchero

Energie rinnovabili

Fotovoltaico organico National Physics Laboratory UK

Efficienza pari al 13% in giornate con sole coperto

Restauro

Cappella Annie Pfeiffer Frank LIoyd Wright Florida Southern College (USA)

Cappella Annie Pfeiffer Frank LIoyd Wright Florida Southern College (USA)

Cappella Annie Pfeiffer Frank LIoyd Wright Florida Southern College (USA)

Progetto di restauro Jeff Baker (Mesick Cohen Wilson Baker Architects)

Printing Architecture Digital Grotesque (Michael Hansmeyer e Benjamin Dillenburger) Zurigo (Svizzera)

Conclusioni

Habitat imprimé François Brument e Sonia Laugier + Voxeljet VIA 2013 Paris (Francia)

Modulo camera da letto-doccia-spogliatoio 4,65 x 2,20m

Echoviren (Project 387 Residency) Smith|Allen Foresta di Gualala (California, USA)

500 panelli di bioplastica

10.800 ore di stampa

Grazie per l’attenzione Innovazione tecnologica per costruire su misura: dal disegno all’ingegnerizzazione, fino alla produzione “file-to-factory” gabriele.masera@polimi.it / marco.muscogiuri@polimi.it / graziano.salvalai@polimi.it !FaberLab - Tradate, Viale Europa 4a (VA) 21 novembre 14