Un fab lab è un gruppo standardizzato di macchine a controllo numerico — taglierina laser, fresa, plotter da taglio, banco di microelettronica — che costa intorno ai 20.000 dollari di attrezzatura e che dal 2002 il MIT replica fuori dal campus sempre nella stessa forma. Il termine fab lab (da fabrication laboratory) indica una configurazione precisa: una lista d’acquisto fissa, non un generico laboratorio ben attrezzato. Il punto è la standardizzazione: due lab nominalmente identici si scambiano un file di progetto e ottengono lo stesso oggetto.

Contesto

Il Center for Bits and Atoms (CBA) del MIT, diretto da Neil Gershenfeld, nasce nel 2001 con un finanziamento della National Science Foundation (NSF) per studiare il confine tra rappresentazione digitale e materia fisica. Dal CBA nasce il corso MAS.863, How to Make (Almost) Anything, dove studenti senza formazione ingegneristica imparano a guidare macchine a controllo numerico per produrre oggetti funzionanti, sensori e attuatori compresi.

I fab lab esterni rispondono a una domanda pratica: come portare una parte delle capacità del CBA dove il MIT non c’è. Le prime installazioni sul campo partono nel 2002, in Costa Rica e a Pabal in India, al Vigyan Ashram. Nel 2003 apre il primo lab pensato per una comunità, al South End Technology Center di Boston, insieme a Mel King, e ne apre uno in Norvegia, a Lyngen. A metà 2004 le sedi attive sono quindi una manciata, ciascuna con circa 20.000 dollari di attrezzatura.

La dotazione

Un fab lab a metà 2004 è un piccolo gruppo di macchine commerciali standard, scelte per costo e replicabilità più che per prestazioni di punta:

  • una taglierina laser a CO₂ per tagliare e incidere lamine piane (cartone, acrilico, legno sottile);
  • una fresa di precisione tipo Roland Modela per circuiti stampati e stampi a piccola scala;
  • una fresa più grande per pannelli in legno e materiali strutturali;
  • un plotter da taglio (vinyl cutter) per adesivi, antenne e maschere conduttive;
  • un banco di microelettronica — saldatore, strumenti di misura, programmatori per microcontrollori.

Il filo conduttore è la fabbricazione, per sottrazione o per addizione, a partire da un file: si disegna al computer, si genera il percorso utensile, si esegue. Le singole macchine esistono già e si comprano sul mercato; la novità è metterle insieme in una lista d’acquisto fissa, così che il flusso di lavoro passi da un lab all’altro senza riadattamenti.

Il punto critico

A pesare è la replicabilità, più della potenza di calcolo o della risoluzione delle singole macchine. Se la dotazione è la stessa ovunque e il flusso software è documentato, un progetto sviluppato a Boston gira a Pabal senza riprogettarlo: a viaggiare è il file, non il pezzo finito. Il vincolo si sposta dalla disponibilità della macchina alla disponibilità della descrizione. Nei casi documentati al 2004 è un problema locale, risolto sul posto: in Norvegia un sistema radio per seguire pecore e renne al pascolo; in India strumenti per misurare il grasso nel latte e stampi per la stampa su tessuto. In nessuno di questi il MIT progetta la soluzione: fornisce le macchine e il metodo.

Ne segue una conseguenza sull’idea di proprietà del progetto. Quando l’oggetto utile è il file — schema, percorso utensile, firmware — condividerlo costa quanto farne una copia. È la stessa logica del software open source: la fabbricazione digitale eredita la stessa economia marginale, con in più un attrito fisico — materiali, tempo macchina, calibrazione — che il software non ha.

Software e formati

I fab lab del 2004 lavorano con una catena di strumenti eterogenea, in parte open source e in parte commerciale. La parte aperta ha il suo peso: per replicare servono formati e strumenti che chiunque possa procurarsi senza licenze costose.

  • modellazione vettoriale 2D per la taglierina laser e il plotter, spesso nei formati DXF e SVG;
  • generazione del percorso utensile, cioè fabbricazione assistita da computer (CAM, computer-aided manufacturing), per fresa e taglierina;
  • catena di microelettronica per progettare e programmare schede con microcontrollore.

Il punto debole sono i formati di scambio: DXF ha varianti di implementazione che rompono la portabilità, e SVG (raccomandazione W3C dal 2001) è ancora supportato in modo disuguale dai vari editor. La standardizzazione dell’hardware, al 2004, non trova un equivalente altrettanto rigoroso nella catena software.

Implicazioni

L’attrito vero pesa meno sul costo delle macchine, che scende, e più su tre fronti: la calibrazione (la stessa macchina dà risultati diversi a seconda della taratura e del materiale), la documentazione dei progetti (un file senza note di processo è difficile da riprodurre) e la formazione (il modello learning by making del corso MAS.863 non si trasferisce con la lista d’acquisto). I 20.000 dollari di hardware sono la parte misurabile, e quella destinata a calare; le altre tre restano il costo nascosto.

Per chi guarda al modello da fuori — università, istituti tecnici, piccole imprese manifatturiere — la replicabilità è il dato da pesare per primo. Più del prezzo della taglierina laser pesa una domanda scomoda: un progetto sviluppato qui produce lo stesso oggetto altrove senza che qualcuno lo rimetta a posto a mano? Al 2004 la risposta dipende più dalla disciplina nel documentare che dalla dotazione.

Limiti

Il modello, a metà 2004, è ancora piccolo: una manciata di installazioni, ciascuna con poche unità di ogni macchina. Le tolleranze raggiungibili sono lontane da quelle industriali; un fab lab produce prototipi e pezzi unici, non serie. La rete tra i lab è informale e tenuta insieme dal CBA, senza una struttura di governance autonoma. Quanto resti stabile la lista d’acquisto mentre i prezzi delle macchine scendono — e quanto si standardizzi la catena software — sono domande aperte che si chiariranno solo con i lab che apriranno nei prossimi anni.

Immagine di copertina: Neil Gershenfeld, uomo con barba e occhiali, parla a un evento davanti a un microfono — foto di jeanbaptisteparis, CC BY-SA 2.0 — https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Neil_Gershenfeld_(4902288881).jpg