What can we design with tubular laser cutting? An exploration of the design potentialities of a CNC manufacturing technology: the case of tubular laser cutting

New manufacturing technologies have a key role in the achievement of new functional and formal design solutions. Accordingly when a designer is confronted with a new production technology the questions that arises are: what are the design potential of this technology? How the features of this technology can be used to develop innovative products? From the point of view of design research there are, however, few systematic efforts to develop design tools and methodologies suited to investigate new manufacturing technologies. This thesis propose a practice-based approach to investigate tubular laser cutting form a design perspective. Tubular Laser Cutting (TLC) is an emerging Computer Numerical Control (CNC) manufacturing technology that allows to cut, dissect and drill, any geometric shape on the surface of a metal tube. The aim of this thesis was to uncover the characteristics of tubular laser cutting from a design perspective. In order to do this a five stages research was carried out. The approach was grounded on the concept of design exploration research proposed by Fallman. The concept of form-making qualities proposed by Nordby was also utilized to define the tubular laser cutting design potential. Design and research methods were used to investigate the form-making qualities of TLC. The methodology adopted was based in 5 stages: study characteristics of the manufacturing technology, speculation of form-making qualites, search of transferable design solutions, prototipation, prototype analysis. Study of the characteristics of the manufacturing technology the technical aspects of tubular laser cutting were analyzed in order to understand the potetial of the machine. Then the technical potential of TLC was syntethized in hypothized form-making qualities. These form-making qualities were used to identify through visual analogy some trasferable design solution or in other words solutions of other fields that have some aspects in common with TLC. In the next stage the identified trasferable design solution were transformed in prototypes made with tubular laser cutting. Then the prototypes were evaluated in a two stages process. In the first stage the author analyzed the prototypes in order to uncover the tacit knowledge gained througth the practice based approach and assess the form-making qualities. In the second stage a questionnaire was conducted to assess the prototypes by a panel of yuong product designer in order to measure the capacity of the prototypes to teach tubular laser cutting form-making qualites and inspire new design solutions. Prototypes analysis shown potentialities of tubular laser cutting but also uncovered limits which impact its applicability. The findings of the questionnaire suggest that the approach adopted conveyed new information on tubular laser cutting to designer. The clinical results achieved during the thesis are a fruitful starting point for the development of more systematic studies. Future research is needed for testing and generalizing the approach; then for understanding the role of prototypes as visual material for teaching manufacturing potentialities and inspiring innovative design solutions.

Nuove tecnologie di produzione hanno un ruolo chiave nella realizzazione di nuove soluzioni progettuali. Quando un progettista si confronta con una nuova tecnologia di produzione le domande che sorgono sono: quali sono potenzialità progettuali di questa tecnologia? Come possono essere utilizzate le caratteristiche di questa tecnologia per lo sviluppo di prodotti innovativi? Dal punto di vista della ricerca di design vi sono stati sviluppati pochi tentativi sistematici per indagare gli strumenti di progettazione e le metodologie adatte per studiare nuove tecnologie di produzione. Questa tesi propone un approccio practice-based per indagare la tecnologia di taglio laser dei tubi dalla prospettiva del design. Il taglio laser dei tubi (TLT) è una tecnologia di produzione a controllo numerico (CNC), che permette di tagliare, sezionare e forare, qualsiasi forma geometrica sulla superficie di un tubo metallico. Lo scopo di questa tesi e’ di comprendere le caratteristiche del TLT dalla prospettiva del design. Per fare questo è stato sviluppato un approccio di ricerca basato sulla ricerca esplorativa proposta da Fallman. Il concetto di form-making quality presentato da Nordby è stato anche utilizzato per definire le potenzialità progettuali del TLT. La metodologia adottata si è basata in cinque fasi: studio delle caratteristiche della tecnologia di produzione, ipotesi delle form-making quality, ricerca di soluzioni progettuali trasferibili, prototipazione e analisi dei prototipi. Gli aspetti tecnici del TLC sono stati analizzati nella fase di studio delle caratteristiche della tecnologia di produzione. L'obiettivo era quello di capire le potenzialità tecniche della tecnologia. Poi le potenzialità tecniche del TLC sono state tradotte in form-making quality. Queste form-making quality sono state utilizzateper identificare attraverso l'analogia visiva delle soluzioni progettuali trasferibili o in altre parole soluzioni di altri campi applicativi che potevano essere realizzate con il TLT. Nella fase successiva le soluzioni trasferibili individuate sono state trasformate in prototipi realizzati con il TLT. Poi i prototipi sono stati valutati in un processo a due stadi. Nella prima fase, l'autore ha analizzato i prototipi al fine di esplicitare la conoscenza tacita acquisita attraverso la fase prototipale e valutare le form-making quality. Nella seconda fase, un questionario è stato condotto per valutare i prototipi da un gruppo di giovani designer di prodotto. L'obiettivo del questionario è stato quello di misurare la capacità dei prototipi per insegnare le caratteristiche del TLT e attraverso queste ispirare nuove soluzioni progettuali. L’analisi dei prototipi ha evidenziato le potenzialità del taglio laser tubo, ma anche scoperto i limiti che incidono sulla sua applicabilità. I risultati del questionario suggeriscono che i prototipi hanno trasmesso ai designer intervistati le caratteristiche del TLT. I risultati clinici ottenuti nel corso della tesi sono un fecondo punto di partenza per lo sviluppo di studi più sistematici. Future ricerche saranno necessarie per la verificare e generalizzare l'approccio adottato e per comprendere il ruolo dei prototipi come materiale per l'insegnamento delle potenzialità delle tecnologie di produzione.