Évolution du mini-projet
L’objet : pour cet exercice, j’ai choisi de travailler avec l’imprimante 3d, vu qui son utilisation est encore moins diffusé au Brésil. Pris cela en tête, j’avais étudié la recherche de Gramazio Kohler Architects sur l’utilisation des outils numériques pour la fabrication digitale. L’idée du porte-crayon vient comme une manière d’utiliser un maillage correspondant à la structure, imprimée dans les trois axes, en petite échelle.
La forme : initialement la structure étant un cylindre, le but a été de découvrir les possibilités de l’imprimante 3d et sa performance dans les différents sens. Pendant le développement du mini-projet, la forme a été adapté pour un meilleur résultat.
Les caractéristiques : l’objet devrait être rigide et léger. Le maillage a été conçu dans plusieurs formes pour pouvoir comparer comment se porte la machine, la finition de chaque face, le temps d’impression.
Le processus : conception d’un volume dont j’allais travailler le maillage. Le premier essaie n’a pas été réussie, donc une adaptation aux meilleures possibilités de l’outil a eu place. Le seconde essaie a été réussie, beaucoup plus vite et m’a permis de tester autres possibilités.
La conception de la forme
Intuitivement je suis allée pour une base circulaire, pour éviter les coins. J’ai créé le volume dont j’allais travailler et ensuite j’ai appliqué un maillage divisé en quatre niveaux. La base est remplie et en haut il y a un renforcement. Les lignes horizontales plus larges forment des bagues structurales et elles sont connectées par des lignes verticales très faibles. Les niveaux des extrémités ont été renforcés par ses diagonals.
Le problème : cela ne me paraissait pas mal comme structure, par contre l’imprimante 3d n’accepte pas bien les espaces vides dedans une structure. Pour passer du Grasshopper / Rhinoceros à l’imprimante, on utilise un autre logiciel IdeaMaker et celui-ci transforme l’information volumétrique en instructions pour la machine. Chaque fois que la structure présentait un vide, le logiciel créait une structure support, pour que la machine pouvait lasser le filament.
Dans cette impression, la machine a pris 3/4 du temps total d’impression pour faire ces structures de support. À cause de la taille de l’objet et de la proximité des structures verticales, l’enlèvement du support sans casser les parties du porte-crayon a été pratiquement impossible.
Seconde essaie : pour éviter les vides dans l’impression verticale, vu que cela est l’axe dans laquelle la machine marche moins bien, j’ai opté pour couper l’objet en plusieurs faces. L’adaptation du cylindre en hexagon permet que toutes les faces puissent être imprimées dans l’horizontale et après rassembler.
Modélisation de l’objet
- Modéliser le volume du porte-crayon depuis sa base en polygone
- Définir chaque élément : la base en hexagon, les six faces biseautées et le support supérieur
- Tracer les maillages dans les faces
- Tourner les faces pour qu’elles soient toutes dans le même plan horizontal
Pour le début, on a les deux courbes de la base, celle extérieure qui détermine le périmètre de l’objet et l’intérieure qui va être extrudé pour faire la face solide d’en bas. Ensuite on trouve le volume total que l’objet va occuper.
En explosant les deux courbes, on trouve leurs points et peut dessiner en plan des faces latérales. Pour garantir des bons raccords et finition, chaque face présente un cadre tout le long de son périmètre. On en fait avec les lignes perpendiculaires qui forment un triangle pour les latérales et des rectangles pour le cadre supérieur et inférieur.
En récupérant des faces, on peut en manipuler. Le maillage en soi-même est composé d’un dessin extrudé dans l’axe y. L’objet a trois types de faces : celle aux carrés, celle où on ajoute les diagonals et une autre avec le système de voronoï.
Face aux carrés
Face avec les diagonals
Face au système de voronoï
J’ai choisi de travailler avec deux faces plus régulières, orthogonales, et la troisième plus organique, puis comme cela je pourrai analyser la performance de la machine en faisant les courbes. Pour les faces orthogonales, l’imprimante est vite et précise, tandis que pour les dessins courbes on trouve plusieurs fois les morceaux de filament dans la partie vide.
La finition des faces est différente par rapport aux faces en dessous, qui sont plus lisses et homogènes. Si on regarde attentivement les faces supérieures (selon la manière comment cela a été imprimé), on peut voir le chemin que la machine a fait.
L’assemblage des faces a été simple, vu qu’il faudrait juste coller les faces les unes aux autres avec les deux pièces horizontales de blocage.
Conclusion
Lien vers le fichier grasshopper
L’imprimante 3d a un comportement différent d’un bras robot. Elle se comporte mieux dans les axes X et Y plutôt que dans le Z. Même si elle imprime en trois dimensions, l’information est compris en plusieurs couches XY, pris en compte qu’elle laisse du filament et continue à monter chaque fois plus haut. L’imprimante ne peut pas laisser le filament dans le vide, si elle n’a pas une surface où le mettre, elle va d’abord créer cette surface. En plus, si les faces ne sont pas toutes dans le même plan, cet-à-dire un déplacement vertical, le logiciel comprend aussi qu’il faut mettre un support en bas pour que les faces restent » à sa place « .
L’imprimante 3d marche avec des objets de polysurfaces fermées, de cette façon si on travaille avec des meshs, il faut les convertir avant de commencer. Davantage l’impression sera plus vite si les différentes faces sont ajoutées dans un même objet, en minimisant les arrêtes de la machine.