SHELL CHAIR by Eames

La sedia Shell nasce nel 1948, ideata da Charles e Ray Eames. La sedia inizialmente era stata progettata per essere prodotta in metallo al fine di essere distribuibile a basso costo e accessibile ad un ampio pubblico. Per questo infatti il brevetto venne accolto nel Moma museum per il concorso internazionale “ Low cost forniture design”. Successivamente però i due progettisti in fase di progettazione decisero di cambiarne il materiale affinchè potesse costare il meno possibile.

Essi infatti sostenevano che il design fosse “un metodo di azione” e che quindi questo dovesse essere continuamente aggiornato con materiali sempre innovativi resi disponibili dal progresso scientifico per soddisfare le esigenze pratiche della gente comune e portare con semplicità, il piacere, nella vita di tutti. Per questo nel 1950 il materiale scelto per la produzione fu la fibra di vetro.

LA FIBRA DI VETRO

La fibra di vetro è un materiale utilizzato per la produzione di materiali compositi,in particolar modo per materiali che necessitano di una componente strutturale. La fibra di vetro è un materiale che viene ottenuto dal vetro, il quale viene filato in diametri d’ordine inferiore al decimo di millimetro, in questo modo si ottiene una pagliuzza che avendo spessori estremamente ridotti, perde la caratteristica di fragilità del vetro monolitico, dovuta alla cristallizzazione non sempre omogenea. Privata di questo deficit la fibra di vetro è caratterizzata da una forte resistenza meccanica, in particolar modo alla trazione, prossima alla resistenza teorica del legame covalente. Grazie alle sue caratteristiche di leggerezza e resistenza Eames fece diventare la fibra di vetro, fulcro del progetto Shell.

PRODUZIONE SCOCCA IN VETRORESINA

Queste pagliuzze di vetro vengono pressate e arrotolate in bobine sotto forma di foglio o di filo, le quali vengono successivamente srotolate, separate e lasciate cadere su una forma riscaldata, sulla quale le fibre cominciano a sovrapporsi creando uno spessore compatto a questo punto si comincia a vedere la forma dell’oggetto, ma esso non è ancora strutturale, il materiale deve ancora subire un processo, quello decisivo, che permetterà di ottenere la scocca della sedia ad uno stato pressochè definitivo. La forma compatta di fibre di vetro, viene posta su una bilancia da un operatore per assicurarsi che il peso sia corretto in caso contrario verranno aggiunte pagliuzze di vetro resina nelle parti carenti.

A questo punto l’operatore può versare un quantitativo prestabilito di resina termoindurente liquida a base di polietilene sulla forma, la quale viene posizionata su uno stampo che pressa l materiale distribuendolo su tutta la superficie, impregnando e fissando le fibre di vetro su entrambe le facce della seduta. La resina termoindurente solidifica rapidamente anche a temperatura ambiente grazie a degli additivi catalizzatori presenti nella soluzione. Questo procedimento di inglobamento delle fibre di vetro in un materiale plastico prende il nome di vetroresina. A questo punto del processo produttivo l’operatore può rimuovere dalla scocca ormai asciutta, con un taglierino le fibre di vetro rimaste in eccesso sui bordi.Esistono in produzione due diverse tipologie di scocca: la seduta normale e la sedata a poltroncina dotata di braccioli.La sedia è pronta per il montaggio delle gambe.

Shell grazie a questo sistema produttivo ha segnato la svolta nell’ industrial design, questa infatti poteva essere prodotta in molti colori diversi andando incontro all’emergente radical design, offrendo così la possibilità ad un’ampia gamma di fruitori, un prodotto a basso costo, che permetteva di personalizzare il proprio vivere domestico. Il successo di Shell dato anche dalla sua forma morbida ed elegante, adatta ad ogni tipo di ambiente ha riecheggiato nel tempo grazie alle numerose collezioni prodotte in tessuto imbottito o stampate interamente in polipropilene.

PRODUZIONE GAMBE

Una volta ottenuta la scocca si può passare al montaggio delle gambe le quali sono presenti in diversi materiali tra cui acciaio e diverse tipologie di legno. La versione standard prevede una struttura in tubolari di acciaio piegati e saldati tra loro che sono ancorati alla scocca mediante delle viti che perneano in quattro tondini di materiale plastico termoindurente incollati alla scocca in vetroresina. Questa tipologia di basamento, che mantiene la caratteristica di impilabilità, trova particolare impiego nelle sale da conferenza. Vi sono inoltre a disposizione basamenti con rotelle adatti ad un uso da ufficio, e basamenti definiti “a Eiffel” per il loro aspetto strutturale composto da tubolari in acciaio pieno, incrociati ad x, uniti mediante saldatura. Questo tipo di basamento si presenta molto elegante e viene prediletto per un uso domestico o pubblico.

APPROFONDIMETI

PRODUZIONE DELLA VETRO RESIAN

I metodi di produzione delle fibre di vetro sono:

  • a marmo fuso, in disuso, consisteva nel far passare attraverso ugelli di trafilatura il fuso;
  • trafilatura di bacchette, in disuso, consisteva nel tirare bacchette di vetro per formare le fibre;
  • a fusione diretta, il fuso, leggermente raffreddato ma ancora plastico, viene fatto passare attraverso trafile di Pt-ir le fibre vengono rivestite di polimeri per evitare che si fondano tra loro e sistemate in fasci.

Utilizzi

Si distinguono vari tipi di fibre a seconda delle loro caratteristiche, che ne condizionano l’impiego.Le fibre di vetro sono largamente utilizzate nella produzione di compositi strutturali in campo aerospaziale, nautico, automobilistico, associati a matrici diverse, ad esempio poliammidiche o epossidiche ma comunque resine sintetiche. Non vengono solitamente impiegate nella realizzazione di compositi con matrici metalliche o ceramiche per le quali, al di là del problema tecnologico dovuto all’alta temperatura in produzione, si preferisce l’impiego di fibre con prestazioni migliori, ad esempio le fibre di carbonio, in relazione all’alto costo di produzione.I compositi a fibre ottiche risultano economici, tecnologicamente semplici da produrre e hanno ottime caratteristiche meccaniche a basse temperature d’esercizio.Nel campo dell’ingegneria civile le fibre di vetro sono impiegate nella realizzazione di manufatti in fibrocemento.

Proprietà tipiche delle fibre di vetro S (ad alta resistenza):

  • Densità: 2,48 g/cm3
  • Modulo elastico: 90 GPa
  • Resistenza meccanica a trazione (e fibra nuova): 4500 MPa
  • Allungamento percentuale a rottura: 5%

LA SALDATURA

La saldatura è un procedimento che permette il collegamento permanente di parti solide tra loro e che realizza la continuità del materiale ove essa venga applicata. La saldatura nella sua accezione più comune presuppone l’apporto di calore localizzato tale da permettere la fusione del materiale. Tale materiale può essere il materiale componente le parti stesse che vengono unite, ma può essere anche un materiale estraneo ad esse, detto materiale di apporto: nel primo caso si parla di saldatura autogena nel secondo di saldatura eterogena o brasatura. La saldatura realizza un collegamento permanente che si differenzia da altri collegamenti permanenti (ad esempio chiodatura o incollatura) che non realizzano la continuità del materiale. Con alcuni processi di saldatura autogena, qualora eseguita correttamente e secondo certi principi, viene garantita anche una continuità quasi totale nelle caratteristiche stesse del materiale delle parti unite.

Nella sua accezione più ampia la saldatura si riferisce all’unione mediante apporto di calore di diversi materiali tra loro, o con materiali simili, dato che si effettua comunemente ad esempio la saldatura di materie plastiche. Anche il vetro può essere “saldato”.

Esistono diverse tipologie di saldatura:

SALDATURA ETEROGENEA O BRASATURA

La saldatura eterogena è comunemente detta brasatura e permette di unire le parti fondendo solo la lega di apporto e mantenendo intatti i lembi del giunto stesso. Nell’ambito della brasatura si distinguono:

  • brasatura forte: temperature oltre i 450 °C ma al di sotto del punto di fusione dei materiali da saldare; il giunto va preparato in modo da favorire la penetrazione del materiale di apporto per capillarità
  • brasatura dolce: si effettua con temperature al di sotto dei 450 °C ed al di sotto del punto di fusione dei materiali da saldare; il giunto va preparato in modo da favorire la penetrazione del materiale di apporto per capillarità
  • saldobrasatura: le leghe di apporto sono leghe fondenti a temperature ancor più elevate di quelle utilizzate nella brasatura forte ma sempre inferiori al punto di fusione dei materiali da saldare; il giunto viene preparato similmente alla preparazione per una saldatura autogena.

SALDATURA A PUNTI

Detta anche saldatura puntuale o chiodi di saldatura, spesso realizzata tramite saldatrici ad induzione, è un tipo di saldatura e resistenza e consiste nel far combaciare le parti di materiale da saldare e nel comprimere i due pezzi mediante una macchina. Successivamente, il passaggio di energia elettrica scalda i corpi da saldare fino ad arrivare al punto di fusione in meno di 15 secondi, unendo così i due materiali da un chiodo interno particolarmente resistente che dura nel tempo.

SALDATURA PER PUNTATURA

La saldatura per puntatura, salvo quando il termine non sia utilizzato impropriamente per indicare la saldatura puntuale di cui sopra, non si riferisce ad un particolare processo di saldatura, quanto piuttosto ad un’applicazione particolare dei processi di saldatura già accennati. Si tratta di generare punti di saldatura sul perimetro dei pezzi da unire, senza creare cioè un cordone di saldatura ovvero una saldatura continua senza interruzioni, quanto realizzando molteplici punti posti a distanze più o meno regolari tra loro. Questo modo di procedere viene spesso usato per unire parti sottoposte a scarsi sforzi meccanici, o comunque tra le quali la saldatura non debba creare un giunto ermetico. Viene utilizzato tipicamente in processi di saldatura non automatizzati come imbastitura utile a tenere assieme le parti in vista di una successiva saldatura continua.

SALDATURA AD ULTRASUONI

Nella saldatura ad ultrasuoni, ad alta frequenza (da 15 kHz a 40 kHz) la bassa vibrazione d’ampiezza viene utilizzata per creare calore per mezzo di attrito tra i materiali da saldare. L’interfaccia delle due parti è appositamente progettata per concentrare l’energia per la resistenza di saldatura massima. La saldatura a ultrasuoni può essere utilizzata su quasi tutte le materie plastiche. È la tecnologia di termosaldatura più veloce disponibile.

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PARQUET

Esistono diversi tipi di parquet i quali scanndiscono l’evoluzione nel tempo della ricerca di materili sempre più innovativi adatti a questi tipi di utilizzo riducendone così i costi la manodopera necessaria per la messa in posa.

Il primo parquet nasce in legno massello ovvero lastre di legno massiccio nobile che venivano tagliate con uno spessaore variabile tra i 10 mm e i 22mm. La produzione di queste tavole era inizialmente molto manifatturiera e le tavole potevano prevedere una lavorazione laterale per favorire l’incastro tra le tavole nella fase di messa in posa. questo tipo di lavorazione  incontro poi la produzione industriale che permetteva di avere tavole di forma costante con finiture laterali sempre più precise. Questa tipologia di pavimentazione era considerata molto nobile ed è accessibile solo alle classi più agiate visti gli elevati prezzi.  Anche la pratica di messa in posa era molto costosa poichè necessitava di  una lavorazione lunga e di una buona manodopera da parte dell’operatore. Infatti la pratica di messa in posa per questo tipo di parquet prevedeva un sottofondo di liste di legno a coda di rondine sulle queli venivano poggiate le tavole e successivamente inchiodate. La messa in posa chiodata richiedeva dunque molto tempo e un’accuratezza artigianale per evitare che le tavole potessero slittare o causare fastidiosi scricchiolamenti. per questa serie di motivi il parquet massello con messa in posa chiodata divenne sempre più desueto. Questo venne così sostituito dal multistrato.

 

Il Parquet multistrato è costituito da un supporto in legno non pregiato e da uno strato superiore in legno nobile, il cui spessore può variare, a seconda del prodotto, da 6 mm a 2,5 mm (comunemente lo spessore si aggira sui 3/5 mm). Lo strato di legno nobile è incollato sul supporto in legno che può essere in MULTISTRATO (cioè più sfoglie da circa 1mm di spessore l’una) o LAMELLARE (cioè una sola sfoglia spessa più millimetri). I multistrati in betulla europea rappresentano il top della stabilità (non si creano fessure tra le tavole). Legni nobili comunemente usati sono: rovere, doussié, wengé, olivo, noce, iroko, teak, merbau, afrormosia, faggio, Cabreuva, Panga Panga e Padouk.

 

 

 

In quanto pre-finiti in laboratorio (e non in opera) si prestano a finiture particolari quali colorazioni tramite pigmenti, DECAPPATURE (cioè colorazioni a pigmenti in contrasto tra la fibra e la base del legno), SPAZZOLATURA DELLA FIBRA (la quale conferisce effetto ruvido), MICROBISELLATURA dei lati della tavola (spigoli smussati e non vivi), PIALLATURE , THERMOTRATTAMENTI (lasciato essiccare per x tempo a x temperatura il legno nobile cambia tono di colore scurendo in tutto lo spessore).Infine il trattamento finale può essere ad olio o vernice.La finitura ad olio richiede una manutenzione costante e non è idrorepellente nel primo periodo di vita quindi è soggetto ad aloni ma conferisce l’aspetto più naturale.Le vernici sono di più facile manutenzione e in commercio se ne trovano di “naturale UV o effetto cera” con meno gloss di lucentezza rispetto alle vernici satinate. La messa in posa per questo tipo di parquet è invece praticata per incollaggio mediante colle viniliche o bicomponenti.

 

 

Infine l’ultima innovazione nel campo del parquet è stata quella della pasta di legno la quale viene foderata con una lamina di legno nobile, per questo prende appunto il nome di laminato. Le caratteristiche del materiale permettono di avere lastre con uno spesso re di 6/7 millimetri. I prezzi di questa tipologia di parquet sono molto contenuti grazie ad i materiali poveri impiegati e ai processi produttivi limitati. Per quanto riguarda la messa in posa di questa tipologia di pavimentazione bisogna dire che è estremamente semplice ed accessibile ad ogni utente. Infatti con le lastre viene venduto tutto l’occorrente necessario per una messa in posa home made. Questa tipologia di messa in posa viene definita flottante o galleggiante poichè le lastre del parquet vengono adagiate su una base di poliuretano espanso morbido il quale crea una superficie d’appoggio uniforme e funge da isolante termico.

 

LA CARTA D’ALLUMINIO

La carta d’alluminio si ottiene da grandi lingotti di alluminio lunghi 4,5 metri, con peso pari a 7500 kg i quali vengono posizionati su rulli trasportatori e condotti in una fresatrice a rullo bollente, dove il lingotto viene pressato riducendo il suo spessore da 45 cm a 1/2 cm. Procedura reiterata ben 16 volte. Data l’elevata temperatura dei rulli, l’alluminio rischia di attaccarsi, per questo ad ogni passaggio, i rulli vengono raffreddati da un liquido composto dal 95% di acqua e 5% di olio. A questo punto il lingotto, diventato una lastra spessa 1/2 cm, e lunga circa 9 metri, viene arrotolata su una bobina per passare poi alla fresatrice a rullo freddo, attraverso la quale lo spessore verrà ridotto ulteriormente, fino ad un foglio sottile. Infine vengono rifiniti i bordi irregolari, e tagliato nel formato adatto alla vendita.

I GUANTI IN LATTICE

I guanti in lattice sono prodotti per stratificazione grazie all’immersione di forme positive in  vasche di lattice. il procedimento però è costituito da più fasi. Nota bene che le fasi di stratificazione sono state pensate al contrario ovvero la prima fase corrisponde allo strato che si troverà nella parte più esterna del guanto, la seconda quello intermedio e così facendo.

1- Le forme vengono immerse  nel lattice al naturale che una volta solidificato diventa trasparente.

2- Le forme vengono immerse nuovamente in un secondo vascone di lattice, al quale però è stato aggiunto un      colorante. A questo punto il lattice però necessita di un ulteriore trattamento affinchè non si laceri.

3- Le forme infatti vengono immerse in un ultimo vascone contenente materiale plastico termoindurente, il quale darà maggiore compattezza e resistenza al guanto.

Infine i guanti possono essere estratti dalla forma. Estraendoli, vengono rigirati e si troveranno nella posizione corretta per l’imballaggio e la vendita.

CATENE

 

Il materiale di partenza, metalli preziosi, sono sotto forma di pepite le quali vengono fuse in un contenitore cilindrico. Una volta solidificato il cilindro viene estratto ed è pronto per la trafilatura. Viene quindi inserito in un macchinario che comincia ad assottigliare lo spessore del materiale, il quale grazie alle sue proprietà duttili e malleabili, dopo numerosi passaggi, viene reso sottile come un filo. A questo punto i fili metallici vengono “tessuti” in un macchinario a bracci che in un moto continuo piega, torce e chiude ogni singolo anello della catena a quello precedente.

Analoghe sono le procedure per la produzione di catene in acciaio, dove cambiano gli spessori, con un diametro considerevole per poter essere molto più resistente alla trazione, forza meccanica a cui una catene viene spesso sollecitata.

TELAIO DI BICICLETTA (acciaio/fibra di carbonio)

TELAI DI BICICLETTE

MATERIALI:FIBRE DI CARBONIO, ACCIAIO

ACCIAIO:

Si tratta di una lega di ferro e carbonio. È in acciaio che sono stati costruiti i telai delle biciclette moderne.

I vantaggi di questo materiale sono l’elevata resistenza a fatica unita a un carico di rottura che viene superato solo da alcuni materiali compositi. L’acciaio, così com’è definito, è costituito da una lega di ferro-carbonio con un’aggiunta di elementi quali nichel, manganese, cromo, molibdeno e altri che ne modificano le caratteristiche meccaniche a seconda dell’utilizzo e del prodotto che si vuole realizzare.

L’acciaio viene apprezzato per la sua estrema resistenza (le migliori leghe possono arrivare a 1.200 Newton su millimetro quadrato per la resistenza allo snervamento) ma anche buona elasticità che gli permette di assorbire bene le vibrazioni pur mantenendo una buona rigidità. L’allungamento percentuale può infatti superare il 12 per cento. Viste le caratteristiche meccaniche del materiale, le tubazioni che ne derivano hanno diametri ridotti rispetto ad altri materiali. Solo sull’obliquo può essere facile trovare diametri che superino i trenta millimetri.

I tubi di alta gamma sono caratterizzati da spessori ad andamento variabile per consentire di togliere peso là dove la sezione non è particolarmente sollecitata. E’ così che in corrispondenza delle zone di saldatura lo spessore può arrivare a sfiorare il millimetro mentre nelle zone centrali scende facilmente al di sotto del mezzo millimetro (attualmente lo spessore minimo registrato è di 0,38 mm). Uno dei punti deboli dell’acciaio è la corrosione. I fenomeni ossidativi sono comunque tenuti a bada molto bene dai trattamenti che vengono effettuati sulle tubazioni e sui telai al termine della lavorazione. I telai vengono infatti messi in un bagno protettivo che fissa sull’acciaio materiali di vario genere che lo isolano dall’azione devastante dell’umidità. Una cura attenta da parte dell’utente è sempre utile e può rendere il telaio praticamente immortale.

FIBRA DI CARBONIO

Tanto per cominciare la fibra di carbonio è un materiale anisotropo. Vuol dire che ha un comportamento differente a seconda delle linee di forza che vengono considerate. Anche con i metalli si può arrivare ad una cera anisotropia, ma solo lavorandoli con forme particolari (ad esempio prevedendo delle nervature), un tubo di carbonio, invece, può essere perfettamente tondo e con spessori identici su tutta la sua struttura ma avere resistenze diverse a seconda di come lo si solleciti. Questo perché la fibra di carbonio è un materiale composito, ossia un intreccio di fibre opportunamente orientate.

ESISTONO DIVERSI TIPI DI INTRECCI

Per la realizzazione di una buona struttura in fibra è infatti necessaria un’accurata progettazione della sovrapposizione delle tele (pelli) in fibra di carbonio, in modo da orientare i fili di fibra per resistere adeguatamente a seconda del senso di applicazione della forza. I fabbricanti più scrupolosi arrivano a sovrapporre anche dodici pelli in corrispondenza della scatola del movimento centrale per ottenere il giusto grado di resistenza.

Nella realizzazione di telai in fibra di carbonio ci sono due possibilità.

La prima prevede l’assemblaggio di tubi o parti costruite in precedenza. Sono quelli che vengono definiti telai FULL CARBON. Si tratta del metodo che consente maggiore libertà di movimento in fatto di telai su misura. Con l’altro sistema, la realizzazione di telai in MONOSCOCCA, è necessario costruire uno stampo per ogni misura. Visti i costi molto elevati per ogni stampo è necessario limitarsi a misure ben definite. Una buona soluzione è l’assemblaggio dei tubi tramite congiunzioni in fibra. L’unione tramite resine epossidiche porta alla produzione di una struttura molto simile, dal punto di vista meccanico, ad una in monoscocca.

Produzione della struttura in fibra

La base di partenza è il filamento di carbonio che può essere di vario spessore ma sempre piuttosto sottile. Così semplice come viene prodotto il filo di carbonio è flessibile e morbido come fosse nylon e per ottenere una struttura efficace si deve prima preparare un intreccio di filamenti simile a quello delle sedie impagliate.Si viene ad avere così quella che in gergo viene definita pelle di carbonio, un tessuto fatto da filamenti intrecciati in maniere differenti ma ancora morbidi come un tessuto.A questo punto si è pronti per il lavoro finale.                   Le pelli di carbonio vengono posizionate nello stampo che darà la forma definitiva. Non importa che sia lo stampo di un tubo o di un telaio intero, il procedimento, di fatto, non cambia. Il posizionamento delle pelli è però molto importante perché darà le caratteristiche meccaniche alla struttura in carbonio che si sta realizzando. Le pelli vengono sovrapposte in modo da orientare più filamenti lungo le linee di sollecitazione. Nello stampo insieme ai vari strati di fibra viene anche inserita della resina epossidica. Si tratta di un collante liquido e appiccicoso che lega le fibre. Una volta chiuso lo stampo avviene l’indurimento della resina e delle fibre al suo interno. Per causare questo lo stampo viene immesso in un’autoclave dove alta temperatura e pressione fanno solidificare le fibre spingendo la struttura lungo le pareti dello stampo. Più elevata sarà la pressione interna cui vengono sottoposte la fibra di carbonio e la resina e migliore sarà il risultato finale. Maggiore è la pressione e minore aria resterà all’interno del composito. Le lavorazioni migliori sono a sei, sette atmosfere e sono apprezzabili per la struttura pulita, liscia e regolare che evidenziano una volta terminata la lavorazione. A pressioni basse il risultato può essere ugualmente efficace in termini meccanici (dipende sempre dal tipo di fibra e dalle pelli utilizzate) ma spesso si deve ricorrere a stuccature per rendere liscia la superficie che poi deve essere necessairamente sottoposto a vernciatura.

SCHEMA RIASSUNTIVO

ACCIAIO

Caratterisiche materiale:

Lega di ferro e carbonio

-elevata resistenza alla fatica

e ad un alto carico di rottura.

-materiale morbido ed elastico,

attutisce meglio le vibrazioni.

-tubolari di diverso diametro che

variano da 1 mm nella parti di saldate

fino a 0.38 mm nelle parti  centrali.

-svantaggio: corrosione

-pesante

Tecnologie:

-estrusione a mandrino

-elettrosaldatura.

FIBRA DI CARBONIO

Caratteristiche materiale:

-fibra sottile morbida e flessibile come

il nylon che viene tessuta con intrecci

particolari, mantenendo però le stesse

caratteristiche di un tessuto.

-fibra anisotropa

-permette di ottenere tubolari perfettamente

tondi e con spessore identico su tutta la struttura.

-fragile all’impatto,crepe.

Tecnologie:

-stampaggio full carbon

-incollaggio  monoscocca.