Soluzioni algoritmiche per produrre forme non strutturate
L’obiettivo principale del progetto GEMS, finanziato dall’UE, era riconciliare l’esigenza dell’industria di produrre tali parti in modo conveniente e in grandi quantità e allo stesso tempo soddisfare la domanda dei consumatori di design unici nell’architettura e in altri settori. Le superfici non strutturate non hanno dimensioni radiali precise, al contrario delle superfici regolari come quelle piane, cilindriche o coniche. Questo termine al contrario è usato per descrivere forme come le alette delle turbine, la carrozzeria delle auto e gli scafi delle imbarcazioni. Sviluppate inizialmente per i settori automobilistico e aeronautico, le superfici a forma libera sono adesso ampiamente usate in tutte le discipline di progettazione ingegneristica, dai prodotti industriali e al consumo all’ingegneria civile. “In molti campi della produzione, le forme non strutturate sono sempre più richieste perché possono espandere i limiti di ciò che è possibile,” spiega il coordinatore del progetto GEMS, il dott. Marc Stautner di ModuleWorks, Germania. “Una delle sfide principali però è stata rendere il processo produttivo adattabile per la produzione di queste forme non strutturate in modo conveniente e veloce.” La modellazione a forma libera con CAD (computer aided design) si usa per creare forme esteticamente piacevoli per l’architettura e il design e per sviluppare superfici tecniche per componenti fabbricati. La sfida per l’industria, comunque, è che non c’è un metodo sistematico per riprodurre fedelmente superfici non strutturate lisce mediante parti fabbricate in modo facile. Per risolvere questo problema, il progetto GEMSA ha cominciato esaminando le superfici generate dal movimento di vari strumenti di fresatura. Con questi dati, il team ha poi diviso le superfici a forma libera in segmenti che potevano essere prodotti inserendo un comune codice algoritmico in programmi software come il CAD. “Per essere utili, i nostri risultati matematici dovevano essere espressi in termini di processi di produzione, come la fresatura a controllo numerico, il taglio styrofoam o la costruzione di stampi a partire da una sequenza di semplici curve,” spiega Stautner. “A prescindere dall’applicazione – che sia nel campo architettonico o manifatturiero – una serie comune di problemi geometrici e matematici deve essere risolta per ottenere una produzione efficiente.” Il team si è avvicinato a questa sfida in modo collaborativo, coinvolgendo partner industriali ed esperti nel campo delle scienze e della matematica. Un fattore centrale per il successo del progetto è stata la capacità di riunire molti esperti di discipline diverse. Come uno dei principali provider di componenti software per CAD, accademici di primo piano nel campo della geometria, un centro di fama internazionale specializzato nel design geometrico computerizzato, una start-up high-tech specializzata nel calcolo geometrico per l’architettura e il settore manifatturiero e uno sviluppatore di soluzioni di calcolo per macchinari a cinque assi. La ricerca è stata finanziata dalla Commissione europea nell’ambito delle azioni Marie Curie (Partenariati e percorsi professionali industria-università). “Dalla mia prospettiva, questo progetto è stato un vantaggio significativo per i nostri impiegati,” ha detto Stautner. “Un elemento del progetto comportava l’invio degli impiegati da uno dei partner del progetto a un altro per degli affiancamenti durante i quali hanno potuto sviluppare le loro capacità professionali.” Stautner aggiunge che alcune delle tecnologie sviluppate potrebbero costituire le basi per la ricerca del futuro e offrire nuove opportunità commerciali. Una nuova tecnologia per creare superfici a forma libera è appena stata commercializzata e altre la seguiranno. “Si è creata una forte collaborazione tra tutti i partner nel corso del progetto e questo costituirà la base per il futuro lavoro di ricerca,” ha aggiunto. I quattro anni del progetto GEMS sono terminati alla fine di maggio 2016. Per ulteriori informazioni, visitare: Sito web del progetto GEMS
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Germania