#Working3D: sei domande sulla professione di Footwear Engineer

Abbiamo visto in numerosi progetti come la stampa 3D venga utilizzata per realizzare scarpe. Questo vale soprattutto per il settore dei beni di consumo, delle scarpe di alta moda, ma anche per le scarpe sportive, che consentono di ottenere maggiori prestazioni per gli atleti, o per le calzature ortopediche. Daniel Petcu si concentra su quest’ultimo settore nel suo lavoro di Footwear Engineer. Ha già partecipato a numerosi progetti e ha progettato la prima scarpa ortopedica completamente stampata in 3D, presentata in un caso di studio all’OTWorld 2024 di Lipsia, dove ha anche indossato un paio di calzature stampate in 3D create per lui. Lo abbiamo intervistato per saperne di più su suo lavoro e sulle sfide che affronta quotidianamente.

3DN: Ciao, puoi presentarti?

Sono un Footwear Engineer con un dottorato di ricerca conseguito con una tesi incentrata sulle ortesi per piedi diabetici. Il mio interesse è nell’area delle calzature mediche (comprese le ortesi plantari), che non rientra nell’ambito di studio degli ingegneri calzaturieri, quindi è stato un lungo processo di formazione autonoma per acquisire conoscenze nel campo della pedodonzia. Ho sviluppato il nuovo concetto di Pedorthic Information Modeling, un ambiente per la rappresentazione digitale delle caratteristiche estetiche, fisiche e funzionali del modello informativo della calzatura medica.

Il concetto è stato tradotto in pratica attraverso un codice di programmazione visuale Grasshopper e la stampa 3D di ortesi per piede e calzature ortopediche. Il concetto di Pedorthic Information Modeling e il codice Grasshopper vengono continuamente sviluppati e testati per essere ulteriormente convalidati dalla pratica. Sono stati presentati a importanti eventi come OTWorld a Lipsia (2022, 2024), IVO-OST a Colonia (2022), FootPRINT3D a Barcellona (2023), International Rhino User Meeting a Breslavia (2024), e alla Pedorthic Association of Australia Conference (2024).

3DN: Come hai scoperto la produzione additiva?

Non sono il tipo di ingegnere che ama riparare da solo la propria auto o costruire gli impianti tecnici che ha progettato! Sono quello che si può considerare un ingegnere “maldestro”, non mi è mai piaciuto sviluppare le mie abilità manuali. Ma le calzature mediche su misura si basano soprattutto sul tradizionale flusso di lavoro “fatto a mano”. Un paio di anni fa, un’intervista stimolante su MAEKAN a Philippe Holthuizen di Fused Footwear mi ha fatto realizzare che è possibile stampare delle calzature completamente in 3D. La stampa 3D si allinea bene con il mio desiderio di essere indipendente nel mio lavoro e di dare vita a un prodotto complesso, senza coinvolgere troppo le mie abilità manuali.

Quando ho capito che potevo trasferire le mie idee in un prodotto reale senza dipendere da altri e dalle mie abilità manuali, mi sono detto, probabilmente ascoltando Frank Sinatra: questa è la mia strada! Inoltre, poterlo utilizzare per “pensare” ai (meta)materiali per un determinato scopo terapeutico è affascinante. Ho implementato diverse strutture reticolari nel mio codice di programmazione, ma quando mi sono reso conto che il loro collaudo e la loro produzione non sono così semplici da realizzare, ho deciso di concentrarmi sulla più accessibile stampa FDM. Ho sviluppato un codice Grasshopper per il post-processing del Gradient Stiffness G-Code che mi permetterà di estenderlo non solo alle solette/ortesi del piede, ma anche alle intersuole e persino alle calzature completamente stampate in 3D.

Ma la forza trainante della decisione di scommettere esclusivamente sulla produzione additiva è stato il caso particolare di una giovane e simpatica signora che non poteva stare in piedi o camminare senza scarpe a causa di una condizione medica permanente. Non era in grado di trovare qualcuno che provasse anche solo a replicare la soluzione a cui ero arrivato con metodi di progettazione e produzione tradizionali otto anni fa nel mio precedente posto di lavoro.

E questo è l’aspetto interessante: sono sicuro che nei Paesi con una tradizione nel flusso di lavoro guidato a mano, avrebbe beneficiato di una soluzione. E questo potrebbe essere il problema dei Paesi che hanno stabilito un sistema di produzione artigianale tradizionale molto funzionale: una volta che ce l’hai, è difficile cambiarlo o almeno migliorarlo pensando fuori dagli schemi. Inoltre, il sistema educativo che non insegna il pensiero parametrico e la progettazione non getta i semi del cambiamento o dell’innovazione.

Ecco perché settori come l’AEC (architettura, ingegneria, costruzioni) sono altamente innovativi: utilizzano il pensiero parametrico e la progettazione. Ci sono molti architetti e designer computazionali/prodotti che si occupano di calzature completamente stampate in 3D, ma non di calzature mediche. Perché? Perché mancano le conoscenze mediche (anatomia funzionale, biomeccanica, patomeccanica…) necessarie per valutare un caso clinico e progettare una calzatura medica adeguata.

Questo è stato il mio vantaggio: sapere quali conoscenze mediche, tecniche e computazionali sono necessarie per progettare e produrre una scarpa ortopedica. Avendo questo caso come riferimento, ho iniziato a sviluppare il concetto di Pedorthic Information Modeling (un adattamento del Building Information Modeling dall’AEC alla pedodonzia). Inizialmente, l’ho sviluppato secondo il flusso di lavoro della progettazione tradizionale, ma quando ho deciso di acquistare la mia stampante 3D (perché era molto più conveniente che pagare un servizio di stampa) e ho visto che potevo dare vita a idee altrimenti impossibili da realizzare con le mie abilità manuali, ho cancellato tutto il lavoro relativo al flusso di lavoro tradizionale e ho deciso di scommettere solo sulla stampa 3D.

Nel 2022, la signora mi chiese gentilmente di provare a risolvere il suo problema con le scarpe, e l’unico modo per risolverlo in modo totalmente indipendente era la stampa 3D. Un’argomentazione forte che mi ha spinto ad andare avanti solo con la stampa 3D e a darmi la possibilità di essere il primo a progettare e produrre la prima calzatura completamente stampata in 3D e indossata quotidianamente dal paziente/cliente.

Ma la produzione additiva ha anche il potenziale per aiutare a creare nuovi tipi di design da soli o in collaborazione con altri designer digitali/computazionali. È quello che ho cercato di fare con Oran Sheinman. Inoltre, apre la strada alla collaborazione con artisti locali in un flusso di lavoro misto tradizionale-digitale, come nel caso di Corina Coroi, dove la suola della scarpa e le ortesi per piede sono state stampate in 3D, mentre la tomaia in pelle è stata prodotta tradizionalmente e attaccata alla suola con un sistema di tenuta stampato in 3D.

3DN: Qual è il tuo ruolo attuale e com’è una tua giornata tipo?

Direi che ho due ruoli: quello che mi dà l’input finanziario riguarda la fornitura di valutazioni biomeccaniche del piede per una clinica podologica. Il secondo è quello in cui mi occupo di sviluppare il Pedorthic Information Modeling fino alla fase in cui sarò in grado di utilizzare nella mia pratica i prodotti (dispositivi medici stampati in 3D) sviluppati sulla base di esso e secondo le normative. Ciò significa imparare, testare e sviluppare, mentre il concetto (Pedorthic Information Modeling) e gli strumenti (il codice Grasshopper) si alimentano e si sviluppano a vicenda.

3DN: Quali sono le qualifiche e l’esperienza necessarie per lavorare come ingegnere calzaturiero con la stampa 3D?

Mi sono diplomato all’istituto tecnico 30 anni fa, quando l’unica materia informatica era la programmazione di base. Certo, non ha nulla a che fare con il design delle calzature! Tuttavia, ho avuto la fortuna di avere un mentore che ha trascorso molte ore non retribuite per insegnarmi a risolvere un problema di programmazione progettando in primo luogo il suo algoritmo. Lo stesso pensiero ce l’ho ora, ma con il vantaggio del linguaggio di programmazione visuale Grasshopper.

Per quanto ho visto, le scuole di ingegneria calzaturiera non insegnano agli studenti come pensare e progettare in modo parametrico, ma piuttosto come utilizzare le costose soluzioni software proprietarie di progettazione calzaturiera già consolidate sul mercato, il che le rende scuole di ‘utenti’ e non di ‘pensatori’ come dovrebbe essere una scuola a livello universitario. Ecco perché se si guarda a coloro che stampano scarpe si vedono soprattutto architetti o designer computazionali! Perché stanno imparando a pensare e a creare codice per risolvere i loro problemi e non solo a utilizzare le soluzioni software proprietarie esistenti.

La stampa 3D di calzature è ancora agli inizi, quindi non c’è tanta esperienza nel campo. Ma per formarsi, c’è bisogno di pensiero e progettazione computazionale/algoritmica/parametrica, programmazione visiva e, naturalmente, tecnologia di stampa 3D/materiali/metamateriali. Se c’è un interesse per le calzature mediche e la scuola non fornisce vere e proprie conoscenze mediche specifiche, allora c’è bisogno di studiare molto la biomeccanica, la patomeccanica, l’anatomia funzionale, le normative sui dispositivi medici, ecc.

3DN: Quali sono le principali sfide del tuo lavoro?

Dal momento che il progetto Pedorthic Information Modeling ha raggiunto una maturità sufficiente, la sfida più grande è portare i prodotti progettati sulla base di questo concetto nella mia pratica clinica. Poi, dimostrare che le calzature sanitarie completamente stampate in 3D sono adatte a casi molto difficili, come la Charcot-Marie-Tooth. Da questo punto di vista, credo che la stampa 3D delle tomaie delle scarpe rappresenti la sfida tecnica più grande in termini di proprietà fisico-meccaniche, igieniche ed estetiche. L’adesione dei pazienti all’uso di calzature terapeutiche dipende dalla loro percezione dell’estetica della calzatura e dei materiali utilizzati, e il confronto con i materiali tradizionali utilizzati, in particolare la pelle, considerati sicuri per i piedi, sarà costante.

3DN: Quali consigli daresti a chi spera di lavorare come ingegnere calzaturiero con la produzione additiva?

Innanzitutto, sviluppare un pensiero parametrico che porti alla progettazione parametrica attraverso la programmazione visiva. Rhinoceros-Grasshopper è un ambiente eccellente con un’enorme comunità dove è possibile ottenere risposte alle proprie domande. Consiglio di concentrarsi su metodi di stampa 3D accessibili e affidabili per testare le proprie idee in modo semplice e senza pressioni finanziarie significative. Se possibile, meglio acquistare la propria stampante.

Seguire i creativi che stanno percorrendo la loro strada con la stampa 3D è un’importante risorsa di informazioni. A chi vuole intraprendere questo percorso dico: chiedete quando si è in difficoltà, senza temere che le vostre domande siano stupide e senza sentirvi in imbarazzo per questo! In genere, le persone sono felici di rispondere alle domande e quando un problema sembra essere senza risposta, ci sono molte risorse che aiutano a risolverlo. Cercate i principali eventi sulla produzione additiva e partecipate perché, oltre a incontrare le persone che seguite, potrete vedere e toccare con mano prodotti simili stampati in 3D – e questo è obbligatorio! Indossate le vostre scarpe stampate in 3D anche se pensate che non siano alla moda. Ultimo ma non meno importante: fidatevi dei vostri sensi e abbiate pazienza. La stampa 3D richiede tempo, ma mentre la stampante lavora potete imparare a sviluppare le vostre idee!

QUI è possibile trovare maggiori informazioni su Daniel Petcu e sul suo lavoro. Cosa ne pensi del ruolo di un ingegnere calzaturiero che utilizza la produzione additiva? Condividi la tua opinione sui nostri social Facebook e LinkedIn. Trovi tutti i nostri video sul nostro canale YouTube! Non dimenticare di iscriverti alla nostra Newsletter settimanale per ricevere tutte le notizie sulla stampa 3D direttamente nella casella di posta!

*Tutti i crediti fotografici: Daniel Petcu