Negli ultimi anni, l’evoluzione delle tecnologie digitali ha rivoluzionato diversi settori, e il design non fa eccezione. L’introduzione della stampa 3D e dell’intelligenza artificiale (IA) ha dato vita a un nuovo paradigma creativo che sta ridisegnando non solo l’estetica, ma anche la funzionalità degli elementi d’arredo. Le possibilità offerte da queste tecnologie stanno trasformando i concetti tradizionali di produzione, personalizzazione e sostenibilità, portando innovazioni che, fino a pochi anni fa, sembravano impossibili.
Stampa 3D: la nuova frontiera del design
La stampa 3D ha aperto un ventaglio di possibilità infinite nella progettazione di mobili e oggetti per l’arredo. Grazie alla sua capacità di creare forme complesse e personalizzate senza gli stessi limiti imposti dai metodi di produzione tradizionali, la stampa 3D permette ai designer di sperimentare con geometrie uniche e materiali innovativi.
Come si realizzano gli arredi con stampa 3D?
La realizzazione di arredi tramite stampa 3D è un processo innovativo che offre numerose possibilità di personalizzazione.
Progettazione del modello 3D
La prima fase del processo è la progettazione del modello 3D, ovvero la creazione del modello digitale dell’elemento d’arredo che si intende realizzare, che può avvenire attraverso l’utilizzo di diversi software di progettazione assistita da computer (AutoCAD, SketchUp, Fusion 360, Blender (per lavori più artistici scultorei).
Il modello deve essere progettato tenendo conto delle caratteristiche funzionali, estetiche e strutturali dell’oggetto. In questa fase, è importante anche prevedere l’ordine e la disposizione dei pezzi per la stampa, considerando le dimensioni massime della stampante.
Scelta del materiale
La seconda fase prevede la scelta del materiale, la stampa 3D per la realizzazione di arredi può avvenire con diversi materiali, a seconda dell’effetto desiderato e della funzionalità dell’oggetto.
I materiali più comuni includono:
- PLA (Acido Polilattico), il materiale più utilizzato, ecologico, facile da stampare e adatto per oggetti di arredo leggeri e decorativi;
- ABS (Acrilonitrile Butadiene Stirene): resistente e durevole, spesso usato per oggetti la cui funzione contempla lo stress meccanico;
- PETG, indicato per elementi d’arredo resistenti agli urti (più resistente e flessibile rispetto al PLA);
- resine, generalmente indicate per oggetti più dettagliati e precisi, spesso utilizzati per piccole parti decorative o complementi d’arredo;
- legno e filamenti compositi: alcuni filamenti contengono polvere di legno o metalli, che danno un aspetto naturale e una finitura simile al legno o al metallo.
Tra le più attuali sperimentazioni c’è il meta-materiale Spherene(TM), utilizzato da Peter Donders per realizzare le sue scultoree creazioni di design: imita le proprietà dei materiali sfusi, riducendo drasticamente i tempi di progettazione e produzione. Il progettista crea metamateriale sferico tramite API e lo integra nel flusso di lavoro CAD esistente.
Il lavoro del designer belga è un esempio di come l’artigianato tradizionale e il design 3D interagiscono insieme.
Impostazione della stampa
Dopo aver selezionato il materiale e completato il modello 3D, il file viene esportato in un formato compatibile con la stampante 3D (solitamente STL o OBJ). Poi, il file viene “slicingato” (cioè “affettato”) tramite un software di slicing come Cura o PrusaSlicer.
Questo processo determina come il materiale verrà depositato strato dopo strato. In questa fase, si impostano anche parametri come: risoluzione della stampa (più alta è la risoluzione, più dettagliato sarà l’oggetto finale); velocità di stampa (influenzerà il tempo di realizzazione); supporti (se necessario, per oggetti complessi che richiedono supporto durante la stampa).
Stampa 3D dell’arredo
Il processo di stampa inizia con l’estrusione del materiale che, strato dopo strato, si accumula per formare l’oggetto finale. Questo può durare da alcune ore a diversi giorni, a seconda delle dimensioni e dalla complessità dell’arredo. Durante la stampa, la stampante segue le istruzioni date dal software di slicing per costruire la forma.
Post elaborazione
Una volta che la stampa è completata, potrebbero essere necessari alcuni passaggi come:
- la rimozione dei supporti, se l’oggetto ha bisogno di strutture di supporto, queste devono essere rimosse;
- levigatura e rifinitura, per ottenere superfici lisce e senza difetti;
- colorazione o verniciatura, se desiderato, si possono applicare vernici o finiture speciali per migliorare l’aspetto estetico e la resistenza dell’oggetto;
- assemblaggio, se l’arredo è composto da più parti, queste vengono assemblate insieme.
Vantaggi e limitazioni della stampa 3D per il sistema arredo
La stampa 3D presenta numerosi vantaggi nel sistema arredo, come la possibilità di personalizzare gli oggetti nel design e nella dimensione; la stampa 3D permette, inoltre, di creare forme complesse, dettagli decorativi intricati o geometrie impossibili con metodi tradizionali; si riducono gli sprechi di materiali e si possono utilizzare esclusivamente materiali ecologici; infine, prototipi e produzione possono avvenire in tempi molto rapidi.
Ma vi sono anche alcune limitazioni: le stampanti 3D domestiche o di piccole dimensioni possono realizzare solo oggetti relativamente piccoli. Per mobili grandi, si potrebbe dover suddividere il design in più pezzi. Inoltre, alcuni materiali non sono abbastanza resistenti per l’uso quotidiano, specialmente per oggetti che devono sostenere carichi pesanti.
La stampa 3D offre quindi un modo innovativo per progettare e produrre arredi, con vantaggi significativi in termini di personalizzazione e design, ma richiede una pianificazione attenta e la scelta dei materiali giusti per garantire funzionalità e resistenza.
Come avviene la distribuzione degli arredi realizzati con la stampa 3D
La stampa 3D sta cambiando anche il modo in cui sistemi di arredo e complementi vengono distribuiti e venduti, perché permette alle aziende di ridurre i costi di trasporto e stoccaggio, poiché i prodotti possono essere creati direttamente sul posto o su richiesta.
Esempi di sistemi arredo realizzati con stampa 3D
Vi sono studi noti di architettura e progettazione che hanno scelto la stampa 3D per la realizzazione di alcuni progetti. La sedia Bow per Nagami è uno dei più recenti risultati della ricerca che lo studio ZHA sta conducendo nei settori della stampa 3D e della sperimentazione dei materiali: combina un design organico con materiali innovativi e il pattern e la sfumatura di colore concorrono a ridefinire la personalità dell’elemento d’arredo.
Il designer viennese Philipp Aduatz crea elementi d’arredo di uso comune in edizione limitata dal carattere altamente scultoreo. Il lavoro di Aduatz è molto influenzato dalle discipline scientifiche come la chimica, la fisica e le tecnologie dei materiali. Il suo processo combina concetti e tecniche artigianali tradizionali con strumenti all’avanguardia come la stampa 3D, la scansione laser 3D, la fresatura CNC e la prototipazione rapida. La sperimentazione con diversi materiali e il loro comportamento è una parte importante della sua ricerca all’intersezione tra design e scultura.
L’intelligenza artificiale: un partner creativo nel design
L’intelligenza artificiale ha un altro ruolo significativo nell’evoluzione del design d’arredo. L’IA non solo aiuta a generare idee e soluzioni innovative, ma può anche ottimizzare l’intero processo creativo, dalla progettazione alla produzione. Ne è un esempio la piattaforma DeepMind, con la quale collaborano e interagiscono architetti, ingegneri e designer. La IA può analizzare milioni di combinazioni per creare elementi d’arredo che siano estetici, ergonomici e funzionali.
L’IA viene anche utilizzata per sviluppare software in grado di generare progetti di arredamento completamente autonomi. GAN (Generative Adversarial Networks), per esempio, viene impiegata per creare proposte di design che spaziano da mobili a soluzioni di interior design, tenendo conto delle preferenze stilistiche e delle necessità funzionali degli utenti.
Istituti di ricerca e innovazione: la sinergia tra tecnologia e design
Diversi istituti di ricerca stanno giocando un ruolo cruciale nell’evoluzione di queste tecnologie nel design dell’arredamento. Tra questi, MIT Media Lab, con il suo laboratorio di design e innovazione, ha sviluppato progetti pionieristici utilizzando la stampa 3D per creare strutture modulari e personalizzabili, ideali per l’arredamento contemporaneo.
E mentre la NASA pianifica basi permanenti nello spazio e sulla Luna, gli studenti del MIT sviluppano prototipi per habitat lontani dal pianeta Terra. Un aspetto distintivo del corso è la miscela di studenti di architettura e ingegneria. Fondamentale per loro la comprensione degli ambienti difficili per i quali progetteranno. La struttura di lancio di SpaceX a Brownsville, in Texas, e gli impianti di stampa 3D di ICON per l’edilizia ad Austin, hanno fornito agli studenti una base importante da cui partire.
Altri centri di ricerca come The Institute of Advanced Architecture of Catalonia (IAAC) stanno spingendo i limiti della stampa 3D con progetti di arredo urbano e residenziale. IAAC ha sviluppato una serie di prototipi di mobili che utilizzano l’algoritmo per ottimizzare la distribuzione della forza e la resistenza dei materiali, riducendo al minimo gli sprechi e migliorando l’efficienza.
Tra gli ultimi lavori c’è il primo ponte stampato in 3D, una pietra miliare per il settore delle costruzioni a livello internazionale, è la prima volta che questa tecnologia viene applicata nel campo dell’ingegneria civile.
Anche ETH Zurich, attraverso il suo laboratorio di design computazionale, sta conducendo ricerche avanzate nell’uso di materiali bio-based e nella stampa 3D per creare soluzioni d’arredo che non solo siano esteticamente rivoluzionarie, ma anche completamente ecologiche.
In una delle sue ultime opere, ecoLogicStudio trasformano in installazione il concetto di tecnologia applicata al progetto con Deep Forest, all’interno della mostra “Living Structures”, presso il Louisiana Museum of Modern Art in Danimarca dall’8 novembre 2024 al 23 marzo 2025.
Alla base di questo progetto c’è un messaggio potente su come da materiali organici come il micelio (apparato vegetativo dei funghi) si possano ricavare, grazie all’intelligenza artificiale, nuovi elementi costruttivi.
In questa mostra il micelio detta l’organizzazione planare dei progetti esposti, sistema il sistema di aerazione dei reattori fotosintetici, guida i visitatori lungo i percorsi suggeriti. Ed emerge anche come materia architettonica viva, dando forma e sostanza alle colonne biodegradanti.
Deep Forest dà forma architettonica alla microgestione della fotosintesi come processo circolare e incarna il sogno di far proliferare un’architettura sostenibile dai rifiuti e dall’inquinamento.
Lo stato dell’arte del settore e le sfide ancora aperte
La combinazione di stampa 3D e intelligenza artificiale nel design d’arredo promette di rivoluzionare ulteriormente il settore, con soluzioni che possano andare oltre la personalizzazione estetica, mirando anche a creare pezzi in grado di adattarsi automaticamente all’ambiente e alle esigenze degli utenti.
Tuttavia, l’adozione massiva di queste tecnologie richiede ancora la risoluzione di alcune sfide: la disponibilità di materiali sostenibili e la gestione dei costi di produzione sono temi cruciali, così come la necessità di un miglioramento della velocità di produzione e dell’affidabilità delle tecnologie di stampa 3D.
Inoltre, l’aspetto normativo e la protezione dei diritti d’autore diventeranno probabilmente un tema centrale, man mano che le tecnologie diventeranno sempre più accessibili a un pubblico ampio.
Una sfida culturale e sociale per il prossimo futuro
La combinazione di stampa 3D e intelligenza artificiale nel design dell’arredamento non è solo una questione di innovazione tecnologica, ma anche una sfida culturale e sociale. Le opportunità offerte da queste tecnologie sono immense, non solo in termini di personalizzazione e funzionalità, ma anche in termini di sostenibilità.
Con l’evolversi delle tecnologie, è probabile che vedremo nel prossimo futuro un incremento significativo nella produzione di arredi completamente personalizzati, ecologici e a basso impatto ambientale.
Foto in apertura: Dettaglio Digital Chaiselongue. Photos: © by Paris Tsitsos
Fonti:
Philipp Aduatz
Peter Donders Collection
Nagami
MIT
ecoLogicStudio
