Stefano Menotti Colucci & Partners
Architects
Materia e Progetto
sabato 13 06 2015
Materia e progetto
Stefano Menotti Colucci
Il ruolo interdisciplinare del design rappresenta un tema fondamentale nel management della creatività aziendale, se si vuole ottenere un risultato positivo in termini di validità del prodotto, è necessario che nelle fasi di progetto, si verifichi un processo di osmosi tra il progettista e le altre specifiche competenze. Il designer infatti assorbe nel processo cognitivo una quantità di informazioni fondamentali, tra queste la conoscenza completa della materia con tutte le sue ramificazioni. L’origine della materia, la sua fornitura, il comportamento come conseguenza dei processi di lavorazione, le capacità espressive dei materiali, sono elementi fondamentali nelle fasi che compongono ogni genere di progetto.
Durante la fase di analisi è necessario stabilire i vincoli del progetto e i requisiti del prodotto, una volta definiti gli obiettivi, viene spontaneo pensare a come caratterizzare il prodotto in modo che si distingua e possa essere riconoscibile tra i prodotti presenti sul mercato. Il carattere del prodotto, può essere espresso attraverso le caratteristiche estetiche, economiche, o prestazionali. La materia utilizzata, influenza in ogni campo il carattere del prodotto finale.
Nel ventesimo secolo abbiamo assistito in primo luogo allo sviluppo della tecnologia di lavorazione della materia, inserendola nel tessuto connettivo dell’economia mondiale, per far questo è stato adottato il concetto della teoria degli insiemi di “ciclo della materia”.
Tale concetto parte dal presupposto che le materie reperibili sul pianeta attraverso le tecniche estrattive sono limitate sia in termini di quantità (il caso delle risorse petrolifere lo insegna), che di varietà, la materia estratta viene successivamente lavorata e trasformata tecnologicamente partendo dai prodotti base e trasformandoli in leghe, che poi una volta trasformate, assumono attraverso il processo industriale la forma di beni di consumo. Una volta utilizzati i prodotti scartati rientrano nel ciclo dei materiali attraverso il processo di riciclaggio oppure vengono eliminati attraverso l’incenerimento , la sepoltura o attraverso procedimenti chimici.
Il nuovo millennio ha visto nascere chimicamente una notevole quantità di materiali derivati, la conoscenza elementare si è sempre basata sui materiali di base, coi quali l’industria , il mondo dell’artigianato e il disegno industriale, hanno saputo coniugare una serie infinita di oggetti, osmotizzando spesso le diverse discipline tecnologiche ed assorbendo conoscenza dalle sinergie applicative. Ora l’industria della chimica è in grado di proporci una serie infinita di materiali utilizzabili, i quali spesso possono influire o determinare una nuova idea. La conoscenza della materia, assume un ruolo fondamentale nella cultura del designer il quale, per poter effettuare le scelte, deve oggi più che mai confrontarsi con la materia, con la sua struttura, col processo di lavorazione, col processo di smaltimento e con la reperibilità.
Chi progetta un prodotto, anche apparentemente semplice, se vuole ottenere un progetto almeno sotto il punto di vista procedurale corretto, deve conoscere almeno i principi che ne determinano l’affidabilità , la sicurezza, il corretto rapporto dimensionale con l’utente, avendo sempre ben presente il modo in cui la materia utilizzata può essere trasformata e lavorata.
Pope propone interessanti argomentazioni per dimostrare che se il prodotto non è stato sottoposto ad un processo di ottimizzazione sui processi di fabbricazione, sarà caratterizzato da costi definiti per “difetto” compromettendone la commercializzazione.
La scelta dei materiali è il momento chiave del processo di design, l’analisi deve basarsi su un attento processo conoscitivo aggiornato, che tenga conto delle esperienze precedenti ma soprattutto di un’accurata indagine multidisciplinare. Bisogna tener conto infatti che il mercato dispone di oltre quarantamila tipi di leghe metalliche e di molte altre materie non metalliche, è quindi evidente che questo campo di conoscenza non possa essere contenuta nell’esperienza empirica o conoscitiva di un singolo designer. Il ruolo delle aziende assume quindi un importanza fondamentale, le quali avendo sperimentato i prodotti ne conoscono le diverse proprietà , i difetti eventuali, i vincoli ambientali e il grado di risposta alle sollecitazioni.
Per sintetizzare questo abbozzo di discussione sugli stadi della scelta dei materiali, Cornish elenca i compiti che al designer si raccomanda di svolgere quando si accinge a un nuovo progetto sono i seguenti:
Definizione dei requisiti d'impiego e di immagazzinamento cui il prodotto, i materiali di cui è costituito e i componenti associati devono soddisfare.
−Identificazione delle caratteristiche più importanti del prodotto dal punto di vista delle prestazioni. Queste possono comprendere le caratteristiche meccaniche, la resistenza chimica, l'aspetto, le possibilità di finitura superficiale, la producibilità, il costo di produzione, la manutenibilità e l'affidabilità.
−Discussione del progetto con esperti dei materiali e ingegneri di produzione, sia quelli disponibili all'interno dell'azienda o presso organizzazioni professionali o presso istituzioni accademiche sia quelli dei fornitori di materiali e dei consulenti.
−Ricerca di un orientamento nella letteratura disponibile, nel senso di cercare esempi pertinenti di impiego del materiale proposto. Per quanto concerne le materie plastiche i maggiori fornitori pubblicano note applicative insieme ai dati tecnici offrendo informazioni di dettaglio su ben definiti problemi di design.
−Critica dei propri atteggiamenti prevalenti nei confronti dei prodotti precedenti dell'impresa. Idee accettate in precedenza circa le prestazioni, i costi e la reperibilità dei materiali possono rapidamente diventare obsolete.
−Le proprietà indesiderate dei materiali scelti dovrebbero essere subito identificate perché possono mettere in ombra caratteristiche favorevoli in termini di costo o di sicurezza o anche di generica commerciabilità.
−Le diverse classi di materiali devono essere sottoposte in teoria al medesimo regime di prove per ottenere dati confrontabili sulle varie caratteristiche. Tuttavia a materiali di classi diverse spesso non sono affatto applicabili gli stessi regimi di prova. Per esempio, una prova di trazione eseguita su una lega d'alluminio ha un metodo di svolgimento diverso da quello che viene usato per determinare la medesima caratteristica nelle materie plastiche. Pertanto i valori numerici presi a sé dei parametri non dovrebbero essere usati per costruire inviluppi delle caratteristiche dei vari materiali da confrontare direttamente, se non dopo aver valutato adeguatamente i metodi di prova usati.
−Si devono adottare coefficienti di sicurezza e regole di declassamento realistici ricavati da una prudente decisione di design, sia per rispondere ai requisiti del cliente sia per rientrare nei regolamenti adottati nella nazione di destinazione del prodotto. I coefficienti di sicurezza devono combinare il realismo con l'economia.
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Ammesso che siano stati definiti i requisiti, si deve adottare un processo di selezione basato su dati pubblicati, che servono a conoscere le caratteristiche meccaniche , gli spessori, le geometrie . La verifica dell’adeguatezza deve essere successivamente basata su prove di laboratorio o su un’elaborazione informatica e sulle esperienze empiriche, confrontando i prodotti presenti sul mercato che adottano lo stesso materiale. D’all’elenco che deriva da questa prima analisi si scartano i materiali ritenuti non accettabili, per poi valutare dettagliatamente i materiali analizzati al confronto del progetto. Le valutazioni comparative dal punto di vista delle prestazioni, dei costi, della reperibilità , della valutazione ambientale servono a ridurre ulteriormente i materiali candidati, i quali saranno poi testati fisicamente. A seconda dell’area di appartenenza del prodotto progettato la scelta dei materiali deve essere ottimizzata adottando un differente livello di approssimazione. Per esempio nell’industria aerospaziale per i componenti di un velivolo viene utilizzata una gamma relativamente ampia di materiali ben definiti e omologati per rispondere ai vincoli imposti dalle prestazioni e dalla assoluta richiesta di affidabilità unite all’esigenza di ridurre al minimo il peso.
Lo stesso esempio vale per l’industria dei giocattoli per bambini dove per esempio la caratteristica di stabilità e di non tossicità della materia plastica assume una rilevanza fondamentale. Nel settore dell’elettrodomestico, l’involucro esterno deve rispondere contemporaneamente a molti requisiti , quali la resistenza meccanica, la resistenza ai solventi, l’isolamento elettrico, la gradevolezza al tatto, come requisiti prestazionali, questi vanno poi confrontati con l’aspetto sensoriale del prodotto.
Quando poi si adottano i materiali polimerici occorre valutare attentamente il metodo di produzione da adottare. Per esempio lo stampaggio ad iniezione può determinare importanti scelte di carattere estetico formali, le materie plastiche poi possono modificarsi nel tempo, a causa della temperatura d’esercizio o a causa dei cicli termici. Dopo aver definito queste condizioni si può definire il prodotto per stabilire la tecnica di produzione, le tecnologie necessarie, la posizione delle linee di apertura, i sottosquadri tollerati, la posizione dei punti d’iniezione, le caratteristiche degli inserti, dei fissaggi e della finitura superficiale.
La scelta dei materiali da utilizzare per i componenti d’ arredo, per le pavimentazioni, per le partizioni interne, per i rivestimenti in genere è molto importante.
I materiali vanno valutati innanzitutto da un punto di vista dei requisiti tecnici offerti che devono assicurare un livello di sicurezza ambientale ma non sono comunque da dimenticare anche le qualità estetiche anch’esse di grande importanza per il benessere psicofisico I requisiti tecnici di grande importanza sono, l’antibattericità ,la resistenza alle abrasioni, agli urti, e l’antistaticità. Fondamentale è anche la resistenza al fuoco ed agli agenti chimici.
Molto importante è l’aspetto della manutenzione e della pulizia infatti è da consigliare la scelta di materiali facili da riparare e da pulire con comuni detersivi.
Per assicurare una buona igenicità degli ambienti è necessaria una impermeabilità ai liquidi e una bassa o meglio nulla porosità della superficie la quale se eccessiva favorirebbe il deposito dello sporco e l’annidarsi di batteri.
Tra i requisiti estetici è da tenere in considerazione una stabilità cromatica nel tempo e naturalmente avere a disposizione una buona gamma colori, non sono poi da sottovalutare anche gli aspetti tattili oltre a quelli di impatto visivo.
L’economia del prodotto riveste anche un ruolo fondamentale, è quindi necessario stabilire la scala industriale di produzione, per costruire un oggetto in plastica, lo stampaggio per iniezione rappresenta una tecnica conveniente solo in rapporto al numero di pezzi prodotti. Inoltre nelle imprese industriali spesso vengono adottati dei materiali scelti solo in ragione degli investimenti sostenuti precedentemente in termini di processi di produzione e di formazione del personale, imponendo al designer importanti limiti nella scelta applicativa del prodotto.
E’ evidente che la forma non può in modo assoluto prescindere dalla materia, al designer non viene chiesto di elaborare forme alle quali poi un’altra figura professionale attribuirà la materia per costituirne un oggetto. Questo vale per tutte le diverse aree progettuali, nel settore del movimento per esempio i mezzi si devono confrontare con le caratteristiche prestazionali , ma anche nel settore dei prodotti consumer, gli oggetti devono rispondere a molte altre caratteristiche.
Il campo di impiego delle competenze professionali necessarie per elaborare un buon progetto, si amplia profondamente, è quindi necessario stabilire una procedura per l’intervento all’interno del progetto delle diverse competenze.
Le fasi di ricerca e di analisi, aiutano il designer a capire il contesto entro al quale operare, ma non bisogna mai perdere di vista l’aspetto sensoriale, l’emozione provocata dal contatto con la materia, provoca sensazioni uniche, queste emozioni, unite ad una profonda cultura sulla materia intesa anche come cultura del prodotto stimolano l’impulso creativo del designer.