IMPRESSION 3D
L’apparition de cette technologie deatte d’il y a plus de 30 ans, mais elle a pris du protagonisme dans l’usage « domestique » environ depuis 2004 avec l’apparition du projet RepRap. Ceci consiste en créer une machine ayant la possibilité de s’auto répliquer. Autour de 2010 les imprimantes 3D commencent à devenir de plus en plus abordables et sont vendues en masse.
Dans le métier d’architecte ces machines sont très utiles pour fabriquer des modèles de façon rapide et économique. Un des grands problèmes de l’impression 3D est le temps que metten les machines à produire les pièces ainsi que les volumes d’impression souvent assez limités.
IDÉE
L’année dernière lors du cours de projet je devais créer une maquette à échelle 1:1 d’un module pour s’abriter dans le desert. Je voulais l’imprimer en 3D mais malhereusement mon imprimante avait un volume d’impression limité. C’est pour cela que j’ai décidé d’utiliser un système de noeuds qui permettrait de fabriquer la maquette en 3D dans très peu de temps.
PROJET
Pour cette occasion j’ai mis beaucoup de temps pour modeler un seul noeud. En plus ce noeud ne sert que pour faire un icosaèdre donc les capacités de l’impression 3D ne sont pas profitées au maximum puisque un des avantages de l’impression 3D est que la spécificité des pièces ne fait pas augmenter le temps d’impression.
J’ai donc pensé que avec l’utilisation de Grasshopper je pourrais produire un système pour concevoir automatiquement les pièces pour faire une couverture. Les noeuds pourraient être imprimés en 3D et s’adapter aux sections des barres choisies (qui pourraient éventuellement être fabriquées en bois, plastique…)
Surface à construire
Cette vue correspond à la conception de la surface à couvrir. On commence avec une courbe qui correspond à la surface projetée dans le plan. En prmier on cherche le pont central de cette courbe, on crée un axe vertical partant de ce point. Après on crée un arc de cercle passant par la partie supérieure de l’axe et par deux points de la courbe. Finalement la surface finale est créee avec une révolution par un rail, pour cela on coupe l’arc par l’axe. On choisit l’axe (ligne verticale partant du centroïde de la courbe), la courbe génératrice (le demi arc de cercle) et le rail (la courbe initiale).
Cette surface peut varier en huteur en modifiant la longueur de l’axe et en forme en changeant la position du point dans la courbe.
Panellisation
Il y a des outils qui servent pour panéliser une surface directement (par exemple avec le plugin « lunchbox »). Le problème avec ces outils est que pour la réalisation de cette idée on a besoin de controller chacun des sommets et des arêtes de la figure.
On choisit la surface créee auparavant (Surface.Brep) et on la découpe avec la boîte « isotrim », de cette façon on peut choisir le nombre de cellules qui forment la figure finale. Après on déconstruit chacune des cellules formées avec « deconstruct brep », cela nous permet de selectionner chacun des noeuds des rectangles formés. On numerotte chacun des noeuds avec la boîte « list item ». Avec les 4 noeuds séparés on peut faire des différentes combinaisons pour diviser les cellules en créant des lignes joignant les points.
Je mets quelques exemples:
Noeuds
En ayant déjà choisi la forme et la panellisation il ne reste que à faire les noeuds. Pour dimensionner les noeuds on choisit en premier la taille qu’auront les barres de façon à pouvoir adapter les dimensions de tout paramétriquement.
On sélectionne avec « endpoints » le début et la fin de chacune des barres puis on crée des sphères avec un rayon 10 fois supérieur à celui des barres. avec ces sphères on va découper les lignes puis à créer des « pipes » de 2 fois le diamètre des barres qu’on reliera à des boules pour former les noeuds.
Pour faire les boules il faut choisir un diamètre de 8 fois celui de la barre. Pour ne pas avoir des solides répétés on prend que les points du début des lignes (start) et une de ceux de la fin (end) des barres numéro 2.
Après il faut laisser de la place pour les barres dans les noeuds, donc on soustrait les barres aux tubes.
Finalement on utilise la boîte solid union pour faire une union booléene entre tous les solides.
Il resterait finalement à choisir le type de barre à utiliser et à les découper selon les besoins. Pour savoir combien doivent mesurer les barres on analyse la longueur de chaque ligne en grasshopper et on le mets dans une liste.
Les noeuds étant des objets solides n’auront pas de problème à être imprimés en 3D. Il faudra exporter les solides comme STL puis les ouvrir dans un logiciel « slicer » (par exemple Cura) puis choisir des paramètres s’adaptant à la forme de l’objet choisi. Par exemple celui que j’ai produit servirait pour des petites barres de 5mm. Ici le résultat d’un exemple de noeud montre que le temps pour l’imprimer serait de 7 minutes dans la meilleure qualité possible (pour des pièces de si petite taille il serait nécessaire de choisir des hautes qualités).
Cliquez ICI pour télécharger le document grasshopper
