Folding Surface - La piega neutra

La geometria del tassello influenza in maniera sostanziale la mobilità della struttura e le possibili sue configurazioni spaziali. Come abbiamo detto il tassello quadrilatero vincola la direzione di movimento, se due vertici omologhi rispetto alla cerniera si avvicinano tutta la struttura si riduce, se si allontanano tutta la struttura si distende. Se però dividiamo ogni tassello in due triangoli e costruiamo una ulteriore piega che collega il vertice monte con il vertice valle, ecco che l’intera struttura può ubbidire a volontà diverse di movimento e, in alcuni casi, anche localmente diverse. I tasselli possono ruotare attorno al vertice comune disponendosi in nuove configurazioni. Il movimento scelto per un modulo si riverbera ai moduli contigui e la nuova spinta, generata in uno specifico luogo, si attenua sempre più allontanandosi dall’epicentro del moto.

Queste ulteriori pieghe, non hanno una specifica connotazione di verso, sono neutre, possono muoversi verso l’alto e verso il basso a secondo della spinta di moto proposta. È qui ripo

rtato il modello di un modulo minimo di tasselli quadrilateri (fig. 01).

Se avviciniamo i due vertici A e B i due tasselli ruotano attorno alla piega a. La rigidità del tassello fa si che anche gli latri due vertici C e D subiscono il medesimo movimento. C e D appartengono anche ai tasselli successivi che sono obbligati nel movimento a ruotare attorno alla cerniera b. Il movimento imposto ai due primi vertici A e B ha determinano il movimento dell’intera struttura.

Se immaginiamo questo modulo come parte di una tassellazione di più moduli, ci rendiamo conto che l’azione proposta si ripercuote determinando i medesimi movimenti per tutta la superficie piegata.

Nel secondo modello (fig. 02), il modulo di base, proposto dai quattro quadrilateri, è stato ulteriormente suddiviso dalla nuova famiglia di pieghe neutre c. Parte dei tasselli non hanno cambiato la loro originaria posizione mentre altri si sono mossi, spinti da forze diverse applicate ai due vertici A e B. Questi si sono diversamente spostati e i tasselli contigui hanno differentemente reagito interagendo con gli altri tasselli attraverso le comuni cerniere. In questo specifico caso le pieghe neutre c si comportano tutte come pieghe monte.

I vertici si spostano ruotando attorno al punto comune V, i tasselli si distribuiscono ed assecondando i propri movimenti con i tasselli successivi. In questo caso, le pieghe neutre c sono tutte monte tranne la piega c1 che è valle. Queste due immagini devono essere intese come due momenti, due fotogrammi, di un unico e continuo movimento imposto al modulo.

Nelle immagini proposte possiamo vedere configurazioni determinata dal movimento casuale di alcuni tasselli e dal conseguente nuova distribuzione dei contigui. È sempre da intendere la rappresentazione del modello come l’immagine di uno specifico momento del movimento della superficie piegata.

Estratto dal libro - ARCHITETTURA DELLE SUPERFICI PIEGATE - le geometrie che muovono gli origami  http://mcarchitetture.blogspot.it/2014/01/book-architettura-delle-superfici.html di A. Casale, G. M. Valenti, M. Calvano.

Superfici Articolate - Folding Surface

Oggi siamo partecipi di una nuova trasformazione. Il progetto è il risultato di un nuovo modo di generare forme. Una trasformazione che già sta caratterizzando la collettività. E la realtà contemporanea indica temi che propongono un’inevitabile indagine critica: da una parte la forma ha assunto una evidente complicazione costruttiva contraddittoria rispetto alla libertà proposta dal modellatore informatico; dall’altra la forma non può più essere intesa solo come cosa statica, ma deve diventare dinamica che possa modificarsi per rispondere alle mutevoli funzioni che si vuole per l’oggetto d’architettura e di design. 

Due strade che spesso e inevitabilmente trovano nuove e interessanti interconnessioni. Se la prima vuole rispondere alla domanda se sia possibile realizzare la forma libera attraverso soluzioni realizzative semplici ed economicamente vantaggiose. Ed ecco che alcune soluzioni come la scelta di appropriate discretizzazioni della superfici permettono di realizzare oggetti di facile costruzione non penalizzando la forma ma esaltandone e caratterizzandone il segno espressivo. La seconda si occupa del movimento, studia la superficie applicando su di essa delle opportune pieghe e questa si dimostra capace di raggiungere nel muoversi preordinate configurazioni spaziali. Inoltre, le sperimentazioni hanno dimostrato come specifiche tassellazioni possano determinare nello spazio configurazioni diverse ubbidendo ad input funzionali e formali diversi. 

Lo stesso meccanismo e la forza che genera movimento, possono essere indirizzati per far muovere parti di esso che a loro volta sono dottati di forma, creando così configurazioni spaziali che trovano nella nuova condizione generata dal movimento uno specifico significato espressivo e funzionale.

Se il disegno è lo strumento con cui è possibile descrivere l’oggetto tridimensionale e statico riducendolo nelle due dimensioni, l’informatica nodale, la parametrizzazione, riesce a ridurre in una nuovo modello rappresentativo la complessità che si genera dallo studio della forma nel suo muoversi nel tempo, riproponendosi non solo come modello progettuale analitico e critico ma come attivo e partecipe strumento creativo di progettazione. 

Ecco che il design e l'architettura, tramite il nuovo rapporto con l'informatica, ritrovano le antiche corrispondenze concettuali e progettuali. L'architettura diventa design e il design muta in architettura. E l'oggetto diventa mutevole e mutante, è pensato per modificare la propria conformazione così da potersi adattarsi, in “tempo reale”, alle nuove esigenze dell’utente e della collettività che lo vive.

(dalla comunicazione tenuta al Politecnico il 19|03|2014 di Casale Valenti Calvano)

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Indagare l'oggetto di Design

Dalla lastra piegata fino a raggiungere la sedia.
L'oggetto può essere assemblaggio di primitive solide, non forme pure ma ricavabili  attraverso operazioni Booleane, oppure creazione di superfici da  implodere in un oggetto.

Creare dei tagli opportuni  sulla piastra che una volta curvata,simula,attraverso le fasce ottenute l'andamento della superficie a doppia curvatura.

Inizialmente  la deformazione delle fasce dovuta alla piegatura,  non ha permesso curve della stessa lunghezza e quindi la superficie non risultava sviluppabile.

Attraverso l 'analisi geometrica e l' uso di Grasshopper e Galapagos  sono stati individuati  tagli opportuni  per realizzare pieghe e curve utili a rendere la superficie più complessa, interessante e così sviluppabile.

L' obiettivo è stato quello di  scegliere una lastra piana, curvata,simulando l'andamento della superficie a doppia curvatura.

Siamo sempre più affascinati dalla curva e dalle superfici morbide, esenti da spigoli, ma la costruzione delle superfici a doppia curvatura è un problema che cerca sempre nuove soluzioni. Prendiamo ad esempio la superficie mostrata in figura, il diagramma di Gauss dimostra le zone non sviluppabili.

Una superficie a doppia curvatura, potrebbe non essere nelle corde di un designer artigiano che vuole, con semplici strumenti, realizzare le sue idee.

Grasshopper e Galapagos permettono di risolvere questo problema. Primo passo, sezionare la superficie complessa con un numero scelto di piani orizzontali. Questi intercettano la superficie in curve. Ovviamente le curve saranno tutte di lunghezza diversa, presentando una serie di curve. E' fondamentale, per rendere sviluppabile la superficie, che queste siano tutte della stessa lunghezza. La scelta è di lavorare sui punti di controllo appartenenti a spans opposte, attraverso un algoritmo di compensazione, che mentre vengono mossi i punti di controllo, misura la lunghezza della linea.

L'oggetto può essere assemblaggio di primitive solide, non forme pure ma ricavabili  attraverso operazioni Booleane, oppure creazione di superfici da  imploderle in un oggetto.

Creare dei tagli opportuni  sulla piastra che una volta curvata,simula,attraverso le fasce ottenute l'andamento della superficie a doppia curvatura.

Ovviamente si identifica una tolleranza di movimento intorno alla curva sezione per non perderne l'andamento. Si creano una serie di curve a diverso andamento ma di ugual lunghezza; l'estrusione retta di queste porta al risultato desiderato. Lo sviluppo sul piano di queste strisce determina, le dimensioni della lastra che dovrà essere ritagliata, in grado di proporre l'andamento della superficie a doppia curvatura.

OBBIETTIVI RAGGIUNTI:

OTTIMIZZARE LA SEDUTA

NO SPRECO NEI TAGLI

IMPILARE LE SEDIE L' UNA SULL' ALTRA

AVVOLGERE LA SEDUTA

QUALITA' DI CARATTERE STILISTICO

mc + francesca guadagnoli

Scheletro parametrico_Casale Valenti Calvano

La possibilità di costruire forme la cui ideazione non sia strettamente legata alla funzione, ma anche a fattori contestuali come il soleggiamento e l'ingombro massimo della struttura, è estremamente affascinante. Come altrettanto interessante è investigare tutte le problematiche relative allo studio degli incastri. Elementi che se ben coordinati donano espressività alla forma senza rischiare di oltrepassare il limite che equilibra bellezza e razionalità. 

Il percorso presentato nel post si basa appunto su questi principi, presentando un padiglione parametrico la cui forma non nasce da un atto gestuale, ma dal coordinamento dei parametri: La forma nasce e muore in Grasshopper. Alcun segno è fatto in Rhinoceros, che diventa strumento esclusivamente illustrativo. Dopo una prima fase relativa allo studio della morfologia, si passa allo studio della fabbricazione del prototipo; fabbricazione effettuata con un semplice plotter da taglio, in grado di sagomare pannelli piani. In questo frangente si cerca di risolvere tutti i problemi relativi alla razionalizzazione del pannello (operazione di Nesting) attraverso un posizionamento intelligente delle parti.

mc

Dall'idea alla costruzione. Un video sullo sviluppo di una superficie complessa

Il video che si presenta in questo post è una continuazione dell'argomento trattato nel precedente, ma con la volontà di ottenere un differente risultato. Si parla di superfici complesse e loro possibilità di costruzione attraverso due metodi: nel primo caso la completa chiusura della copertura si risolve ricercando degli elementi a chiusura dei vuoti all'interno della maglia di travi; nel secondo, oggetto del video, un sistema di tassellazione, provvede alla copertura completa.

L'idea è maturata grazie al confronto con il prof. A. Casale e G.M. Valenti per quanto riguarda la comprensione delle superfici complesse ed il loro valore nello spazio reale e digitale.

Per quanto riguarda lo sviluppo della definizione, ho preso spunto dallo scripting elaborato in VB da Fabio Mantuano. Per l'aspetto tecnico, fondamentali sono. state alcune componenti di Giulio Piacentino. 

La facciata dinamica. (lezione di Casale, Valenti, Calvano per il dottorato di ricerca, SAPIENZA, Roma)

Nel video si vuole mostrare il principio funzionale della facciata: questa reagisce al vettore rappresentante il fascio solare chiudendosi nelle zone di esposizione diretta.
Ogni modulo, è caratterizzato da un vettore perpendicolare ad esso che, con il vettore solare, forma un angolo il quale viene via via valutato in maniera variabile rispetto all'arco solare.
Il sole è quindi una variabile, ma l'altra variabile è la posizione del modulo sulla facciata, che essendo curva, muta l'incidenza solare. Tutti fattori che consentono al prospetto di essere mutevole: principio fondante di un'architettura viva.