La stampa 3D per produrre una sella per bici

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Una sella per bici ergonomica stampata parzialmente in 3D utilizzando la sinterizzazione laser selettiva (SLS) della stampante Fuse 1 di Formlabs.

Negli ultimi anni ci si sta impegnando molto per superare il gender gap, tuttavia, ci sono ancora differenze significative nella percezione della mascolinità e della femminilità da parte della società. Una delle aree in cui questo è ancora fortemente evidente sono i prodotti ergonomici, che spesso sono ancora progettati sulla base di stereotipi. Ed è qui che le moderne tecnologie, come la stampa 3D, possono essere particolarmente utili nella progettazione di prodotti su misura per le persone.

Lo studente di design industriale Tim Schütze ne è venuto a conoscenza durante l’università. Come parte della sua tesi di laurea, si è concentrato sul design di prodotti sensibili al genere: il risultato è una sella per bici ergonomica stampata parzialmente in 3D utilizzando la sinterizzazione laser selettiva (SLS) della stampante Fuse 1 di Formlabs.

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Volevo creare qualcosa di cui ero fermamente convinto“, dice Tim a proposito della sua scelta dell’argomento. Lo studente ha deciso di occuparsi dell’uguaglianza e della diversità dei design, un argomento in cui è attivamente coinvolto anche al di fuori dei suoi studi, oltre ad essere un appassionato di ciclismo: “Ho notato che ci sono difficoltà, problemi e inaccessibilità incredibilmente grandi nei progetti di design attenti al genere, ma allo stesso tempo un grande potenziale“.

La necessità di design flessibili

L’ideazione e la progettazione di prodotti ergonomici si basa spesso sulle norme con cui sono progettati. Ad esempio, i prodotti per individui destinati agli uomini sono principalmente dinamici, pesanti e progettati per ottenere ottime prestazioni. Le varianti per le donne invece, d’altra parte, sono spesso una versione attenuata della versione maschile.

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Il problema, afferma Tim Schütze, inizia con la concettualizzazione e la progettazione di prodotti secondo “norme”. Le norme rispecchiano una coerenza, ed è proprio quello che le forme del corpo non sono: “anche se combini i dati di 100.000 persone e distingui tra donne e uomini, puoi mappare le tendenze. Tuttavia, questo non dice ancora nulla sull’individuo. Ci saranno sempre persone che si discostano fortemente da quelle tendenze e non sono adatte a loro“.

Dall’idea al processo

Secondo il principio “non abbiamo bisogno di prodotti ma di processi”, è iniziata l’implementazione del suo lavoro. “Per me è sempre stato molto importante che il risultato finale del progetto non fosse una sella finita, ma un processo“, spiega Tim Schütze. L’utilizzo di moderne tecnologie come la lettura di dati personalizzati, la creazione di design basati su algoritmi e l’utilizzo della stampa 3D ha reso possibile tutto questo.

Per avviare il processo e verificarne le basi, il primo passo è stato raccogliere dati ergonomici e preferenze da alcuni volontari. I circa 30 partecipanti avrebbero stampato un disegno, si sarebbero seduti su di esso e lo avrebbero fotografato con angolazioni specifiche.

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Utilizzando il metodo di riconoscimento delle immagini Structure for Motion, le riproduzioni bidimensionali sono state convertite in agglomerati di punti tridimensionali, una raccolta di punti di misurazione che hanno prodotto un’immagine tridimensionale dell’impronta. Questi fornivano informazioni su criteri come le distanze tra le ossa sedute e le dimensioni dei punti di pressione dell’individuo e servivano come base per il modello da creare in seguito. “La raccolta di dati è servita anche come test. Anche con un campione relativamente piccolo, ho notato che semplicemente non c’era alcuna tendenza che potesse essere identificata e che c’era la necessità di personalizzazione“, ha dichiarato lo studente.

La sella della bicicletta da creare è composta da due cuscini stampati in 3D, una base stampata con il materiale Nylon 12 e un binario. Ai fini della sua tesi di laurea, Tim Schütze ha prima creato tre diversi modelli, tutti costituiti da un cuscino e una base stampati in 3D e da un binario.

La stampa 3D come tecnologia per la personalizzazione

Che la stampa 3D sarebbe stata parte del suo processo era chiaro a Tim Schütze fin dall’inizio del suo progetto “Volevo essere pratico e guidare il mio lavoro solo sfruttando il processo“, spiega. Secondo il giovane talento: “la stampa 3D è indispensabile come tecnologia del futuro poiché consente una grande accessibilità rispetto ad altri metodi di produzione“.

All’inizio del proprio lavoro con la stampa 3D, lo studente di design industriale ha inizialmente utilizzato una stampante FDM. Schütze ha continuato a utilizzare la stampante FDM per la sua produzione rapida e conveniente oltre all’elasticità richiesta delle sovrapposizioni. Tuttavia, FDM ha rapidamente raggiunto i suoi limiti come processo di fabbricazione della base della sella. “La qualità e l’affidabilità della stampa, le strutture di supporto e la manipolazione, così come le proprietà del materiale, semplicemente non si adattano all’applicazione“, ha spiegato Tim.

Alla ricerca di una nuova soluzione per la produzione della base, Tim Schütze si è rivolto al team di Formlabs a Berlino per ricevere supporto. Tenendo conto delle caratteristiche richieste, il team di ingegneri di Formlabs e Tim Schütze hanno deciso di stampare in 3D la base con la tecnologia SLS. Dopo un tour nell’ufficio di Berlino, lo studente è stato in grado di rimuovere da solo i suoi modelli appena stampati con Fuse 1. “I primissimi risultati erano già sorprendenti“, ricorda Schütze.

Il materiale utilizzato era il Nylon 12 Powder, che si caratterizza per la sua elevata resistenza alla trazione e stabilità, ideale per la produzione di parti destinate all’uso finale – cosa che Tim Schütze è stato subito in grado di assicurare: “Ho testato la sella stampata con SLS per diverse settimane, accettando che potesse rompersi, ma tutto ha funzionato meravigliosamente. Questo mi ha davvero impressionato“. Dopo cinque mesi intensivi, numerosi dati e prototipi, il processo è stato completato all’inizio di maggio. Il risultato: tre modelli personalizzati, stampati sulla Fuse 1 e pronti all’uso.

Alla fine della sua tesi di laurea, Tim Schütze aveva tre selle da bicicletta adatte al genere fisico, individualizzate e pronte all’uso e un processo open source.

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Source: Attualita
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