NU:S PARAMETRIC_ 3D Printed SHOES

shoe design: Alessio Spinelli
computational designers: Maurizio Arturo Degni, Arturo Tedeschi

June 2012

Digital Revolution

The ambition of designers to have a direct transition from concept to real objects came true about the fabrication of small scale objects. Novel rapid prototyping techniques allow designers to fabricate complex objects without using traditional (2D) drawings, but just by transferring a digital 3D-model to CNC machines. This is an advanced printing process where the final output is no longer a drawing, but a physical model. This technique encourages formal exploration and allows designers to test ideas in a very short time.

Between art and technique

DOUBLE STUDIO agency promoted an event focused on fashion and architecture called NU:S. The aim was to encourage a “creative model” where art and technology could coexist and such approach lead us to 3D-printing techniques in order to fabricate two prototypes of innovative shoes (one of the first 3D Printed shoes). The design process was the result of the creative contribution of the renowned shoes-designer Alessio Spinelli and the technical expertise provided by Maurizio Degni and Arturo Tedeschi, architects and computational designers. The purpose was to add technology within the creative approach of Spinelli without substantially affecting its peculiarity.

Steps

The design process were guided by the ambition to express the aesthetic language of parametric architecture in a “wearable object”. The project were influenced by the avant-garde architectures (such as the Bird’s Nest Stadium by Herzog & De Meuron) and by the complexity of nested surfaces. The first sketches and drawings made by Spinelli have been translated into digital parametric curves using an innovative software that allowed designers to virtually shape the shoe and make variations to achieve the desired result. As second step, the designers added “dynamic” properties to this digital model using an algorithm able to simulate physical properties such as particles-attraction. This process has generated a complex network that couldn’t be described by traditional drawings. Finally, the complex network get thickness by a digital process that simulate a fluid flowing along the curves, and the output file has been converted in a machine-readable format.   

3D Printing

Printing was made at Solido3D (http://vimeo.com/45170482) using the laser sintering process. This technique allows users to get physical models by solidifying a powdered material (a nylon powder was used) by a laser, providing a formal complexity that couldn’t be reached with milling machines or other traditional techniques. The laser, guided by the 3D models, selectively make dense that parts of nylon-powder corresponding to the solid part of the 3d model, without affecting those corresponding to the voids.

Perspectives

Speed and accuracy can be seen as the peculiarities of 3D printing. The NU:S project aimed to explore the potential of advanced digital tools and techniques as a creative support for designers and artists.

Achievements

Nu:S Parametric_3d printed shoes have been featured on most important fashion magazine and they have been exhibited at 3D Printshow Paris + London 2013.

ALESSIO SPINELLI: http://www.alessiospinelli.com/

DOUBLE STUDIO: http://www.doublestudio.it/

SOLIDO3D: http://www.solido3d.info/

LINKS: http://www.vogue.it/talents/

VIDEO 1: http://vimeo.com/44811983

TECHNICAL SPONSOR:

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Rivoluzione digitale

L’ambizione dei designer di ottenere un passaggio diretto dall’idea all’oggetto reale è diventata, oggi, realtà relativamente alla produzione di oggetti di piccola scala. Le recenti tecniche di prototipazione rapida consentono di produrre oggetti di grande complessità formale senza necessità da parte del designer di sviluppare elaborati di dettaglio, ma semplicemente trasferendo i modelli tridimensionali generati al computer alle macchine a controllo numerico. Si tratta di un processo di stampa evoluto in cui l’output finale non è più costituito da un disegno bidimensionale, ma da un modello fisico. Questa tecnica offre nuove possibilità di esplorazione formale e tempi rapidissimi nella verifica delle idee.

Tra arte e tecnologia

La volontà di DOUBLE STUDIO (agenzia promotrice del progetto NU:S) di proporre un “modello creativo” in cui arte e tecnologia possano convivere ad un livello maturo, senza ostentazione o banale strumentalizzazione, ha portato ad applicare le tecniche di prototipazione rapida nella produzione di due modelli di calzature.

Il processo progettuale ha visto, da un lato, il contributo creativo dello shoes-designer Alessio Spinelli, dall’altro il know-how tecnico del team di architetti Maurizio Arturo Degni e Arturo Tedeschi. L’obiettivo è consistito nell’introdurre tecnologia nel metodo creativo di Spinelli senza influenzarne sostanzialmente la radice espressiva.

Steps

Il disegno delle calzature è partito da suggestioni formali e dalla volontà di esprimere l’estetica dell’architettura parametrica in un “oggetto indossabile”. I recenti progetti dell’avanguardia architettonica (Bird’s Nest Stadium di Herzog & De Meuron) e la complessità delle superfici intrecciate hanno costituito la principale ispirazione. Gli schizzi ed i disegni iniziali di Spinelli sono stati tradotti in curve all’interno del software tridimensionale parametrico che ha consentito ai designer di effettuare correzioni, modifiche e, in genere, di plasmare virtualmente la scarpa per ottenere il risultato estetico desiderato.

Il modello cosi ottenuto, costituito essenzialmente da un intreccio di curve, è stato reso “dinamico” mediante l’applicazione di algoritmi in grado di simulare proprietà fisiche come l’attrazione tra particelle. Questo processo ha consentito di ottenere delle forme organiche impossibili da descrivere con elaborati tradizionali.

Al network di curve è stata, infine, conferita concretezza tridimensionale mediante l’applicazione di processi digitali che simulano la scorrimento di un fluido virtuale attraverso le curve.

Questi step hanno portato alla generazione di un modello poligonale tradotto in un semplice file interpretabile dalle macchine a controllo numerico.

Stampa

Il processo di stampa tridimensionale del prototipo è stato effettuato dall’azienda SOLIDO3D (http://vimeo.com/45170482) ricorrendo alla sinterizzazione laser. Tale tecnica consente di ottenere modelli fisici compattando selettivamente delle polveri sulla base di un modello 3D, riuscendo ad ottenere forme e dettagli (ad esempio fili sottili ed intrecci) non perseguibili con tecniche di produzione tradizionale basate sull’asportazione di materiale (es. fresatrici). Nella prototipazione delle calzature è stata impiegata una miscela di polveri di nylon. La macchina utilizza un laser con opportune caratteristiche, “guidato” dal modello tridimensionale, che layer by layer ed attraverso una serie alternata di accensioni e spegnimenti determina la compattazione di alcune parti dello strato di polvere (corrispondenti ai “pieni” del modello) lasciando inalterata la polvere nelle zone corrispondenti ai vuoti.

Prospettive

Velocità ed accuratezza rappresentano la “cifra tecnica” della prototipazione. NU:S ha voluto esplorare la componente creativa e le potenzialità di nuovi strumenti in grado di supportare ed esaltare la creatività di stilisti e designer.