Mania Aghaei Meibod un nuovo metodo per la colata di complesse strutture architettoniche in metallo utilizzando stampi stampati in 3D

Gli studenti dell’ETH di Zurigo elaborano strutture architettoniche in metallo con stampi stampati in 3D

I ricercatori  dell’ETH di Zurigo in Svizzera stanno diventando ben noti per le loro tecniche avanzate di progettazione e costruzione , soprattutto quando si tratta di lavorare con gli stampi . Stampi stampati 3D possono essere utilizzati per aiutare a fabbricare qualsiasi cosa, dai pezzi di gioielli e scacchi agli impianti medicali e alle turbine eoliche , ma un gruppo di studenti del corso di Architettura e Digital Fabrication dell’università sono attualmente interessati a creare stampi stampati 3D per il settore dell’architettura.

Insieme alla ricercatrice senior dell’ETH di Zurigo, Mania Aghaei Meibodi, hanno sviluppato un nuovo metodo per la colata di complesse strutture architettoniche in metallo utilizzando stampi stampati in 3D.

Aghaei Meibodi, che studia come la stampa 3D può contribuire a creare elementi in metallo su misura, ha dichiarato: “Le parti in metallo fuso hanno una lunga tradizione in architettura a causa delle loro straordinarie proprietà strutturali e della possibile forma 3D.

“Oggi la quantità di lavoro manuale coinvolta, specialmente nel processo di costruzione degli stampi, li rende troppo costosi.

“Con il nostro approccio basato su stampi stampati in 3D, rendiamo possibile e ancora a prezzi accessibili la realizzazione di parti metalliche strutturali su misura – parti con un’inaspettata ricchezza di dettagli e complessità geometrica.

“Questo approccio può sbloccare un vocabolario completamente nuovo di forme per strutture metalliche in architettura, precedentemente non disponibile con i tradizionali sistemi di stampaggio”.
La struttura in alluminio unica creata dal gruppo Digital Building Technologies  (DBT), chiamato Deep Facade, è la prima facciata in metallo da utilizzare negli stampi stampati in 3D. Con un’altezza di sei metri e quattro di larghezza, la struttura presenta nastri di metallo in loop organico che ricordano le pieghe della corteccia cerebrale del cervello umano ed è il seguito di un progetto degli studenti dello scorso anno chiamato Digital Metal Pavilion.

Aghaei Meibodi ha dichiarato a Dezeen  che l’alluminio Digital Metal Pavilion, una struttura a telaio spaziale composta da 240 giunti non ripetitivi, è stata la prima struttura architettonica ad utilizzare stampi stampati 3D.

Ci sono volute solo una settimana per realizzare questi giunti, che Aghaei Meibodi, che presiede anche il gruppo DBT, ha spiegato che è 80 volte più veloce dei processi più convenzionali usati per fabbricare parti metalliche complesse. Usare la stampa 3D per questo tipo di applicazione è ovviamente un modo molto più economico per produrre strutture e forme complesse per progetti architettonici personalizzati.

È possibile stampare direttamente in metallo in 3D , ma non è sempre l’opzione migliore: può essere costoso e può essere utilizzato solo con una gamma limitata di metalli con proprietà limitate del materiale. Ecco perché il gruppo DBT utilizza stampi in sabbia stampati in 3D nella fusione di metallo fuso.

Aghaei Meibodi ha spiegato: “In questa sinergia beneficiamo della libertà geometrica offerta dalla stampa 3D e dalla stabilità strutturale del metallo fuso”.
La struttura Deep Facade è composta da 26 pannelli articolati. Un algoritmo di crescita differenziale, che replica lo sviluppo di alcuni organismi viventi, è stato utilizzato per fabbricare la struttura, che presenta alcune sezioni che sarebbero state troppo fragili per essere realizzate con cemento o arenaria.

L’ottimizzazione della topologia , che consente ai designer di sfruttare le libertà geometriche rese possibili dalla produzione additiva, è entrata in gioco anche nel processo creativo del gruppo DBT.

“Tecniche computazionali come l’ottimizzazione della topologia consentono ai progettisti di progettare parti leggere, ma le parti ottimizzate con questa tecnica sono spesso difficili da produrre con metodi tradizionali.

“Il nostro approccio di fabbricazione proposto non incontra gli stessi limiti dei metodi di produzione tradizionali e può andare oltre con l’ottimizzazione della forma grazie alla capacità della stampa 3D di stampare stampi complessi che potrebbero essere utilizzati per fabbricare strutture più efficienti”, ha affermato Aghaei Meibodi.
Aghaei Meibodi è fiduciosa che il nuovo metodo del suo gruppo di studenti possa un giorno essere applicato a un progetto unico e su larga scala.

“Con questo nuovo approccio alla fusione del metallo, si può immaginare un ritorno dei dettagli 3D e dell’articolazione 3D, forse una fusione di ornamento e struttura”, ha detto.

“La mia applicazione dei sogni sarebbe nell’involucro dell’edificio e nella struttura interna di grandi spazi come strutture di supporto di grandi dimensioni”.

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