Belleville, la sedia virtuale

Il design con le nuove caratteristiche nell'universo delle sedie di Vitra, il produttore di mobili svizzero, si chiama Belleville. Vitra ha lanciato la gamma di prodotti, cioè la sedia Belleville e la poltrona Belleville insieme ai tavoli coordinati, alla Settimana del Mobile di Milano questa primavera. I prodotti sono stati ideati dalla coppia di designer francesi Ronan e Erwan Bouroullec. La creazione della nuova sedia consiste di due componenti separati: la struttura del telaio e la scocca per sedia. Entrambe sono prodotte con la poliammide Ultramid B3EG6 SI di Basf e sono state sviluppate con l'ausilio del software di simulazione Ultrasim. L'elegante e leggera struttura, la quale soddisfa inoltre i più esigenti requisiti di stabilità, dimostra la raffinatezza tecnica del design. 
Per lo sviluppo della nuova sedia, battezzata in onore del quartiere degli artisti Belleville di Parigi, Vitra ha cercato un produttore di materie plastiche che avesse non soltanto l'esperienza nei materiali richiesta, ma anche il know-how nel campo della progettazione di componenti virtuali.
Grazie al materiale resistente agli agenti atmosferici e ai raggi UV Ultramid B3EG6 SI (SI = Surface Improved), Basf è stata in grado non solo di soddisfare i severi requisiti in termini di forza meccanica: la poliammide si è inoltre rivelata particolarmente adatta per l'eccellente qualità della superficie e le possibilità cromatiche praticamente illimitate grazie ai masterbatch coordinati di Basf Color Solutions.
“Tale pacchetto completo di prodotti e servizi è stato il fattore decisivo per la scelta di Basf come partner nello svolgimento del progetto”, ha affermato Thomas Schneider, Project Manager Innovation Team Seating presso Vitra AG.
La simulazione virtuale sta diventando sempre più importante nella progettazione di componenti e utensili. Idealmente, l'intero processo di fabbricazione potrebbe fare a meno di prototipi reali. È possibile ottimizzare la geometria dei componenti e determinare le dimensioni precise degli utensili prima della produzione. Per i produttori di mobili, ciò si traduce in grandi risparmi sui costi e tempi nello sviluppo di un nuovo design.
BASF ha già dimostrato la propria competenza CAE (Computer-Aided Engineering) in numerosi progetti, ad esempio la sedia a sbalzo MYTO di Konstantin Grcic e la sedia A-Chair di Brunner, entrambe prodotte con la tradizionale procedura di stampaggio a iniezione.
Al contrario, la Belleville era destinata a essere realizzata con il più complesso metodo produttivo GIT (Gas-Injection Technology) con il quale, dopo il tradizionale processo di stampaggio a iniezione, un gas inerte (di solito azoto) è iniettato nella forma diventando praticamente un elemento strutturale interno che sposta il materiale fuso e crea uno spazio vuoto.
Vitra ha scelto tale metodo produttivo perché permette notevoli risparmi di materiale senza rinunciare alla stessa rigidità del componente. Rispetto al normale stampaggio a iniezione, pertanto, il metodo consente varianti di design più economiche e leggere. Allo stesso tempo, la tecnologia presenta però severissimi requisiti in termini di calcolo della geometria dei componenti, poiché le dimensioni e la posizione delle bolle di gas hanno un impatto notevole sulla resistenza della sedia.
La GIT deve quindi essere presa in considerazione già nelle prime fasi e con un alto livello di affidabilità nella progettazione della forma di stampaggio a iniezione, anche perché i costi di modifica degli utensili sono elevati.
In genere, la tecnologia a iniezione di gas è presa in considerazione soltanto in forma teorica. Le dimensioni e la forma delle bolle di gas sono il risultato di una stima che è inserita nel disegno CAD. Tuttavia, tali semplificazioni sono associate a incertezze notevoli e presentano spesso deviazioni molto importanti rispetto alla realtà. I componenti sottoposti a carichi elevati, come le sedie, che però devono avere un aspetto raffinato ed elegante, vanno sovradimensionati per tenere conto di tali incertezze. Non si riesce a sfruttare al massimo il potenziale della progettazione, del processo e dei materiali.
Nella progettazione della Belleville, Basf ha utilizzato il software di simulazione Ultrasim per tenere conto per la prima volta della forma effettiva delle bolle di gas in una simulazione strutturale. In un processo realistico al computer, il volume del componente viene prima riempito con materiale fuso; in una seconda fase, il gas viene iniettato formando una bolla come nell'effettivo processo di stampaggio a iniezione. La geometria interna generata attraverso la simulazione dei processi con la GIT viene quindi utilizzata per il calcolo della resistenza nella simulazione strutturale.
“Al contrario del processo teorico, questo processo tiene conto con precisione delle aree con spessore variabile delle pareti, dell'arrotondamento e delle transizioni”, ha affermato B?a?ej Paluszy?ski, un esperto in Ultrasim presso Basf. “La precisione del calcolo è stata dimostrata in una sezione trasversale del telaio prodotto per la sedia: rispecchiava con grande precisione i risultati della simulazione”.