In che modo il Renzo Piano Building Workshop crea plastici architettonici con la stampa 3D

Il Renzo Piano Building Workshop (RPBW) è stato fondato da Renzo Piano nel 1981, con uffici a Genova e a Parigi. RPBW è guidato da 9 partner, tra i quali il fondatore e vincitore del Premio Pritzker Renzo Piano. 

Lo studio impiega 110 architetti, coordinati a uno staff di supporto di 30 professionisti, tra cui artisti di visualizzazione 3D, modellisti, archivisti, personale amministrativo e di segreteria.
RPBW ha una vasta esperienza nel lavoro con team multidisciplinari su progetti di costruzione in Francia, Italia e in altri paesi. Lo studio ha realizzato oltre 140 progetti nel mondo.

I team di architetti sono coinvolti nei progetti dall'inizio alla fine. Di solito forniscono servizi completi di design architettonico e consulenza nella fase di costruzione. Le competenze di design del team vanno oltre i semplici servizi architettonici: il lavoro include anche servizi di design degli interni, pianificazione urbanistica e paesaggistica e allestimento mostre.

Continua a leggere per scoprire come Francesco Terranova e Dimitri Lange, modellisti di RPBW nella sede di Genova, creano plastici architettonici complessi combinando strumenti tradizionali e tecnologie digitali come la stampa 3D.

Uno dei concetti cardine del lavoro dell'RBPW è quello di "progettare per costruire", così da garantire sin dal principio che ogni dettaglio funzioni e rappresenti la costruzione finale nei minimi particolari. Nei laboratori di RPBW, per ciascun progetto vengono realizzate centinaia di plastici su piccola e larga scala per testare le diverse proposte. 

Questi plastici sono una parte essenziale del flusso di lavoro degli architetti, che spesso si incontrano per esaminarli e valutare le idee per le varie parti del progetto. 

"A volte la differenza è davvero minima. Ad esempio un bordo è più liscio di quello precedente. Spesso non so nemmeno come facciano gli architetti a notarlo", afferma Terranova con un sorriso.

Spesso gli architetti apportano modifiche direttamente ai plastici e più avanti possono riprodurle in CAD. A intervalli di alcune settimane anche i clienti si recano presso lo studio per ricevere aggiornamenti sui progetti, e in queste occasioni i plastici sono fondamentali, perché rendono ben visibili le migliorie. 

"I nostri plastici cambiano ogni giorno, o addirittura ogni ora. Gli architetti modificano il progetto con grande rapidità e spesso non abbiamo nemmeno il tempo di farlo manualmente. Quindi dobbiamo trovare un metodo più veloce", spiega Terranova.

"Per capire le dimensioni reali del plastico, innanzitutto lo stampiamo in scala su carta. Se il nostro plastico misura un metro per un metro, dobbiamo decidere come dividerlo, perché spesso, se il modello è troppo voluminoso per essere spostato o trasportato, dobbiamo considerare la possibilità di costruirlo già suddiviso in due o più parti, che verranno riassemblate a destinazione", afferma Terranova.

I modellisti si servono di strumenti tradizionali per realizzare i plastici manualmente e di strumenti digitali come stampanti 3D, fresatrici CNC e frese laser per creare le varie parti.

"Spesso un plastico è il risultato della combinazione di tutte queste tecnologie. Ad esempio per la base del plastico di solito è più efficace ed economico l'uso di una macchina a controllo numerico e di materiali robusti. Alcuni edifici sono realizzate con fresatrici CNC o frese laser", spiega Terranova.

I modellisti utilizzano la stampa 3D anche per riprodurre parti elaborate come scale e alberi, che richiederebbero molto tempo se realizzate manualmente. Ad esempio hanno stampato in 3D i complessi giunti strutturali dei pilastri per il plastico del nuovo ponte San Giorgio di Genova, che ha di recente sostituito il vecchio ponte Morandi, crollato due anni fa.

Gli architetti usano il software CAD Autodesk Revit per creare file digitali, ma questi a volte non possono essere usati direttamente per creare plastici in scala fisica. 

“I file esportati non sono pronti per l'utilizzo che ne facciamo. Gli edifici sono completi di tutti i dettagli: tubature, rubinetti, mobili ecc. Per il plastico non abbiamo bisogno di questi dettagli. Quindi è necessario pulire il file e valutare lo spessore adatto. Ad esempio una parete spessa 10 cm, in scala 1 a 200, si riduce a 0,2 mm. Questo valore non è adatto agli apparecchi, quindi dobbiamo modificare i file e adattarli a un modello 3D", spiega Terranova.

Inoltre, i file digitali per le stampanti 3D necessitano di superfici con volume chiuso. Alcuni design possono essere corretti automaticamente, ma spesso i modellisti devono ridisegnare l'intero plastico.

Lo studio per la realizzazione dei plastici di Genova ha acquistato la sua prima stampante 3D sei anni fa. Da allora hanno aggiunto alla flotta altri tre apparecchi che usano tre diverse tecnologie e il team ne ha testati molti altri.

"Sei anni fa abbiamo cominciato con un apparecchio che usava materiali in polvere [e si serviva della tecnologia binder jetting]. Non era molto utile perché era molto sensibile all'umidità e non era abbastanza preciso. Così siamo passati alla Form 2 [che sfrutta la tecnologia di stampa 3D stereolitografica (SLA)]. Poi abbiamo aggiunto una [stampante di grande formato a getto di materiale] 3D Systems, che utilizza la resina per stampare. E abbiamo anche una piccola stampante 3D FDM che funziona con acido polilattico e acrilonitrile-butadiene-stirene", spiega Terranova.

"Ciò che apprezziamo di più degli apparecchi Formlabs è la solidità e la resistenza del materiale, ma anche la precisione dei modelli. Le resine Formlabs, una volta stampante, sono molto semplici da levigare. E questo è un grande vantaggio, perché verniciamo sempre i plastici. Anche quando usiamo la White Resin, il bianco non è esattamente lo stesso che usiamo per i nostri plastici. Quindi dobbiamo verniciare le parti del modello stampate in 3D, nonché le parti create con macchine a controllo numerico e altri strumenti. Perciò il fatto che sia semplice da levigare è molto utile", conclude Terranova.

"La stampante 3D FDM non ci consente la stessa precisione. Vediamo tutte le linee degli strati e, per le nostre esigenze, questo non è un buon risultato. La stampante 3D System è molto precisa e questo è utile quando dobbiamo realizzare modelli di particolari architettonici su larga scala (1:5, 1:10). Ma il materiale non è così solido una volta che è stato pulito. Ad esempio, se li stampiamo in 3D con quell’apparecchio, gli alberi cadono dopo mezza giornata al massimo. Sembra che si sciolgano", spiega Terranova.

Di recente lo studio ha sostituito la Form 2 con l'ultima stampante SLA di Formlabs, la Form 3, che ha permesso al team di stampare alcuni dei plastici più complessi e di risparmiare tempo sulla post-elaborazione.

"Gli alberi rappresentavano un grande sfida, perché erano molto fragili, molto sottili. Abbiamo cercato di realizzarli con la Form 2 [e con le altre stampanti, ma si rompevano facilmente]. Con la Form 3 non abbiamo questo problema e riusciamo a stamparli in 3D. Anche rimuovere i supporti risulta più semplice con la Form 3, perché ne possiamo usare di più piccoli", afferma Terranova

Lo studio di Genova ha di recente trasferito la Form 2 all'ufficio di New York, così ora tutte tre le sedi di RPBW utilizzano stampanti 3D per realizzare i plastici. Terranova e Lange sperano che l'uso di strumenti digitali incoraggi lo scambio di conoscenze tra le filiali. 

Terranova è inoltre convinto che in futuro le stampanti 3D saranno strumenti essenziali in quasi tutti i laboratori e gli studi di architettura. 

"Penso che sia il futuro, anzi ne sono certo. Prima saranno necessari alcuni cambiamenti per permettere a ciascun modellista di utilizzare questa tecnologia. Ad esempio i costi dovranno scendere. Ma [Formlabs] ha già fatto un passo in questa direzione", conclude Terranova.