Che cos’è il Design for Manufacture and Assembly

Che cos’è il DfMA? 

La progettazione per la produzione e l'assemblaggio, nota come DfMA, è una metodologia ingegneristica concepita per ottimizzare l’efficienza del processo edilizio, dalla progettazione alla costruzione e volta ridurre i costi e i tempi di costruzione totali.  
Questo metodo si basa su due capisaldi: la semplicità di fabbricazione delle componenti e l'efficienza del loro assemblaggio nella configurazione finale. 
Per raggiungere entrambi gli obbiettivi, queste necessità devono essere prese in considerazione fin dalle prime fasi di progettazione.   

 

In passato, il DfMA era diviso in due metodologie separate: Design for Manufacturing (DFM) e Design for Assembly (DFA).  

Il DFM si focalizzava sulla selezione di processi, materiali e tecniche costruttive economicamente vantaggiosi e sulla semplificazione dei processi produttivi durante la fase di progettazione, il momento più opportuno per risolvere eventuali problemi, col minore impatto sui costi. 

Il DFA, invece, si occupava di ridurre i tempi, i costi e le complessità di assemblaggio, ottimizzando il numero di componenti, le fasi di assemblaggio e minimizzando le variazioni nella qualità costruttiva. 

Quali fattori considerare per fare DfMA?  

Per implementare efficacemente il DfMA, è cruciale considerare alcuni fattori chiave: 

Pianificazione La pianificazione accurata è il primo step per passare a questa metodologia costruttiva. È essenziale consultare la rete di produzione, o per lo meno la maggior parte dei suoi componenti, già durante la fase di progetto per individuare le aree di potenziale riduzione dei costi sin dalla “culla” dell’edificio. 

Materiali La scelta dei materiali conformi ad una costruzione scalabile e modulare è un altro elemento cruciale. Le materie prime selezionate determinano i processi e i mezzi di produzione, i tempi e le modalità di controllo di qualità. In quest’ottica accorciare il più possibile la supply-chain si rivela una carta vincente per l’efficienza. 

Processi Conoscere il processo di costruzione è essenziale per ridurre i costi. Ad esempio, la prefabbricazione di alcuni componenti edilizi consente di gestire in cantiere pochi componenti monolitici invece di tanti elementi separati, riducendo così la complessità e i costi associati. 

Standardizzazione Utilizzare parti o componenti standard può ridurre significativamente i costi dei nuovi progetti, migliorando al contempo la gestione dell'inventario e il time-to-market. La "D" in DfMA è vitale: se il design non è eseguito bene, non si otterranno mai i risultati desiderati. 

Progettazione per la fabbricazione e l'assemblaggio e la costruzione in legno 

Le costruzioni in legno, grazie alle possibilità di assemblaggio completamente a secco e alla precisione del taglio CNC, sono particolarmente adatte alla prefabbricazione e alla modularità.  

La prefabbricazione implica eseguire una parte dell'assemblaggio dei componenti edilizi in un luogo diverso dalla loro posizione finale, come uno stabilimento produttivo, per poi trasportarli a destinazione e montarli in pochi semplici passi.  

Lavorare in stabilimento permette di essere più veloci ed efficienti, con vantaggi in termini di costi, qualità del lavoro e qualità della vita delle maestranze. 

L'approccio di Rothoblaas al DfMA 

In questo contesto, Rothoblaas sviluppa in sinergia sia soluzioni per la protezione degli elementi costruttivi dalla fabbrica, al cantiere, fino all’edificio finito, sia connessioni pre-ingegnerizzate, standardizzate, scalabili e basate su poche tipologie di connettori simili tra loro.  
 
Queste tecnologie permettono l’adozione di sistemi modulari e prefabbricabili, migliorando l'efficienza del processo costruttivo, diminuendo gli sprechi, abbassando il rischio di errore. 

Il DfMA dipende anche dalla possibilità di applicare quante più soluzioni possibili prima del montaggio, come dimostra questo design for manufacturing and assembly case study completato da Holzbau Layh: 

Tipi di costruzione prefabbricata e prodotti per la costruzione in legno nel design for manufacture and assembly. 

La prefabbricazione può essere declinata in diversi modi e con livelli via via più avanzati: eccone alcuni. 

Pre-assemblaggio di elementi strutturali composti: 
Elementi strutturali costituiti da più componenti in legno possono essere preassemblati in stabilimento. Un esempio sono i solai nervati in legno (rib panels o box panels). L’assemblaggio a secco con SHARP METAL permette di trasportare i solai smontati in container per poi ricostruire la sezione nervata a piè d’opera. 

Pre-installazione delle connessioni sugli elementi strutturali Alcuni sistemi di connessione consentono una preinstallazione del connettore in stabilimento. L’ingombro limitato dei connettori ottimizza gli spazi durante il trasporto e riduce il rischio di danneggiamenti durante la movimentazione. Il collegamento degli elementi in cantiere diventa quindi rapido ed efficiente. come in questo caso, con LOCK FLOOR 

Costruzioni prefabbricate a moduli piani (o bidimensionali) Una modalità avanzata di prefabbricazione degli edifici consiste nella produzione in stabilimento di componenti piani come pareti, solai o coperture. Questi possono essere trasportati in cantiere e assemblati con diversi gradi di prefabbricazione: 

• Moduli 2D strutturali, che comprendono solo la struttura portante, con eventuali aggiunte di materiali isolanti o impermeabilizzazione.

• Moduli 2D completi, che includono parzialmente o totalmente le finiture e eventuali componenti impiantistiche. Rothoblaas offre numerosi sistemi di connessione ottimizzati per queste applicazioni, come il nuovo RADIAL. 

Costruzioni prefabbricate a moduli volumetrici (o tridimensionali)  
La modalità di prefabbricazione più avanzata consiste nella produzione in stabilimento di componenti volumetrici. Una volta affiancati e sovrapposti in cantiere, danno vita alle stanze e agli altri volumi dell’edificio. Questi possono essere prodotti con un alto grado di prefabbricazione, comprendendo finiture interne ed esterne, impianti e arredi. La logistica e i trasporti sono cruciali per questo tipo di edifici. Per questo motivo, il sistema di connessione tra moduli può essere utilizzato anche come sistema di sollevamento e movimentazione, è possibile con X-RAD  

Problemi del Design for Manufacture and Assembly (DfMA) 

Una delle sfide principali nel Design for Manufacture and Assembly (DfMA) per edifici in legno è l’incontro col calcestruzzo, sia esso il nucleo in calcestruzzo o l’attacco a terra, per via della gestione delle differenze di tolleranza tra i vari elementi.  
 
Le tolleranze di produzione per i pannelli in legno e quelle per le pareti in cemento possono variare significativamente, creando potenziali problemi durante l'installazione.  
Se le pareti in calcestruzzo non sono perfettamente allineate e i pannelli in legno non sono prodotti con tolleranze adeguate, si possono verificare difficoltà sia nell'assemblaggio sia nella stabilità strutturale.  
 
Per affrontare queste problematiche, è essenziale una comunicazione chiara e anticipata tra tutti i soggetti coinvolti, inclusi gli installatori e i responsabili delle opere in cemento, per stabilire le tolleranze di installazione accettabili.  
 
Inoltre, è importante sviluppare un piano di recupero delle tolleranze per garantire che le connessioni tra gli elementi in legno e la struttura in cemento siano sicure e efficienti, indipendentemente dalle variazioni nelle tolleranze di produzione. 

L'approccio DfMA di Rothoblaas si occupa anche di questo aspetto, rendendo il processo costruttivo più efficiente, e riducendo costi, tempi e rischio di errori. 

Tutte le soluzioni Rothoblaas per il design for manufacture and assembly nel nostro nuovo catalogo piastre: LINK