Robot e Architettura, Indexlab inventa Hypnosis

Dall’esigenza di soddisfare la produzione di elementi architettonici personalizzati nasce un nuovo sistema costruttivo: Hypnosis

Nel panorama dell’architettura contemporanea è sempre più richiesta la realizzazione di elementi architettonici unici e personalizzati per far fronte alle complessità geometriche di nuovi linguaggi espressivi. Hypnosis, un sistema brevettato dal Politecnico di Milano, si inserisce in questo contesto con un metodo innovativo e avanzato per la fabbricazione rapida di elementi architettonici hi-tech. Tale metodo, unico nel suo genere, si basa su un processo produttivo che combina il taglio robotico del polistirene con tecniche di termoformatura, permettendo di creare sia stampi da cui ricavare elementi architettonici sia componenti finali dalle geometrie complesse, a costi vantaggiosi rispetto ai metodi tradizionali.

Figura 1 - Facciata realizzata per lo Showroom di ABB mediante la tecnologia “Hypnosis”, un metodo costruttivo brevettato dal Politecnico di Milano che permette una produzione automatizzata di elementi costantemente differenziati a costi competitivi. (hypnosis.design)

Il metodo: algoritmi, taglio robotico e termoformatura

Hypnosis è un nuovo metodo costruttivo per la fabbricazione rapida e a costi competitivi di pannelli e stampi personalizzati mediante la combinazione di avanzate tecnologie robotiche di taglio e di tecniche di termoformatura.

Il sistema ideato si basa sull’impiego di materiali leggeri ed economici, macchinari versatili e flessibili operati da algoritmi, con l’obiettivo di ottimizzazione i tempi di lavorazione e abbattere i costi di produzione, il tutto in un’ottica di economia circolare, dove i processi di fabbricazione minimizzano l’impatto ambientale e i materiali sono al 100% riciclabili.

L’idea del designer viene codificata tramite algoritmi, utilizzati da robot flessibili appositamente configurati per la lavorazione di blocchi di polistirene con strumenti a caldo (filo o lama). Il metodo prevede il successivo rivestimento degli elementi, mediante termoformatura con fogli di polistirene ad alta resistenza. Il materiale di supporto e il trattamento superficiale conferiscono agli elementi le qualità estetiche e le prestazioni ricercate.

Figura 2 – Il dimostratore illustra due fasi del sistema Hypnosis: taglio robotico del polistirene mediante filo a caldo (sinistra), termoformatura dei pannelli (destra). (indexlab.it)

I vantaggi: velocità, leggerezza, personalizzazione e libertà espressiva

Il risultato più evidente è legato ai tempi di lavorazione: il processo di taglio robotico del polistirene è estremamente veloce, così come la fase di rivestimento mediante termoformatura. I tempi ciclo si riducono a pochi minuti, rispetto alle ore necessarie con processi di fresatura e coating tradizionali; un’analisi comparativa ha rivelato che il nuovo metodo è fino a 106 volte più veloce.

Un secondo aspetto molto significativo è la possibilità di lavorare con materiali leggeri e riciclabili, ottenendo elementi facili da trasportare, mettere in opera e recuperare a fine vita. 

L’utilizzo di materiali più economici e i tempi di lavorazione ridotti permettono di contenere i costi di produzione.

Un ulteriore vantaggio è la versatilità del metodo rispetto ai materiali impiegabili e quindi alla resa funzionale degli elementi che è possibile produrre, ad esempio pannelli luminosi, fonoassorbenti, termoisolanti.

La fase di termoformatura consente inoltre di scegliere la tipologia di finitura superficiale degli elementi e conferisce ad essi la rigidezza necessaria. In funzione del tipo di pellicola polimerica sciolta sul materiale, è possibile ottenere finiture a specchio, con goffrature o pattern a piacere, ampliando notevolmente le possibilità espressive del manufatto.

Figura 3 - La tecnologia Hypnosis è competitiva in termini di possibilità espressive, tempi e costi di produzione, qualità degli elementi per performance termiche o acustiche, velocità di posa in opera e minimo impatto ambientale. Il metodo Hypnosis è completamente modulare e scalabile. In partnership con importanti aziende, Indexlab ha realizzato e presentato numerosi dimostratori in molteplici scale, riscuotendo l’interesse di partner e clienti (tra quelli di maggior notorietà si citano Formech, HeidelbergCement, ABB). (hypnosis.design)

Gestendo la variazione continua e sistematica degli elementi a costi competitivi, questo metodo di produzione rende quindi possibile la “mass-customization” dei componenti per l’architettura e il design, aumentando il potenziale espressivo dei progettisti con nuove concezioni di progetto e la resa estetica degli edifici e degli ambienti. La creazione di valore è resa possibile dall’integrazione in un mix vincente di processi maturi e robusti (robot antropomorfi e macchine termoformatrici) con processi digitali automatizzati (programmazione algoritmica integrata, dalla progettazione CAD alla fabbricazione CAM) in un’ottica di Industry 4.0.

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Indexlab: il laboratorio di ricerca che ha ideato e sviluppato Hypnosis

INDEXLAB è un laboratorio sperimentale del Politecnico di Milano che si occupa della progettazione di sistemi costruttivi innovativi per l’industria delle costruzioni. In laboratorio vengono sperimentati nuovi processi e applicazioni, con l’obiettivo di realizzare prodotti ad elevate prestazioni estetico-funzionali. I prototipi di forme complesse vengono realizzati con la tecnologia più evoluta e l’impiego di materiali naturali, metallici, polimerici, cementizi e compositi. INDEXLAB è un ambiente di ricerca multi-disciplinare che offre a studi di architettura-ingegneria e aziende una serie di servizi di progettazione computazionale, fabbricazione digitale e robotica, simulazione, interaction e media design. (indexlab.it)