LE PRINCIPE
Pour l’exercice du mini projet de cet enseignement, mon choix s’est porté sur l’expérimentation de l’impression 3D. Suivant le cours d’initiation au paramétrique, j’ai décidé de mêler ces deux enseignements afin de créer mon propre projet paramétrique. L’idée est de concevoir un projet à l’échelle de l’objet. Un projet de taille plus importante aurait été tout aussi intéressant, cependant la taille de mon projet est limitée par les dispositif techniques à ma disposition. Le vase, objet présent dans de nombreux logements a attiré mon attention. J’avais comme projet de réunir mes compétences en informatique acquises ces dernières années grâce à mes études afin de créer un objet depuis quelques mois. Ce mini-projet est pour moi l’occasion de le réaliser. Le choix du vase est apparu comme une évidence car il laisse place à une grande liberté de forme et de matériaux pour sa conception. L’intention de base est de créer un vase léger qui optimise la matière afin d’en limiter son coût et d’en réduire son temps de fabrication. Pour ce faire, une structure en diagramme de voronoi à été choisie afin de réaliser ce vase. Cependant, cette structure percée ne permet pas de retenir l’eau, alors le vase se divise en deux parties.
– Un socle étanche, courbe et plein afin de retenir l’eau avec un base plane pour la stabilité.
– Une structure paramétrique que l’on peut faire varier, permettant à l’air de circuler, aux plantes de capter la lumière, voire même de se développer au travers.
Le projet était originellement un seul vase mais l’idée de venir créer un Triptik m’intéressait également. C’est sur cette deuxième option que mon choix s’est porté.
Conception 3D
Pour concevoir ce projet j’ai utilisé le logiciel Rhinoceros 3D avec le plug-in GrassHopper. Grâce à ces deux outils, j’ai pu modéliser un premier vase. Ce dernier est constitué de 7 ellipses dont les paramètres varient : Les deux rayons permettant de construire les ellipses, leur hauteur ainsi que le rotation dans l’espace. En effet afin de donner un effet un peu d’originalité à ce vase et afin d’expérimenter sur sa forme, les ellipses qui le constituent sont pour la plupart tournées dans l’espace selon différents angles. Ce choix permet de donner une orientation au vase et d’éviter la symétrie.
Mon programme GrassHopper se divise en plusieurs parties :
Création de la partie inférieure du vase avec des ellipses
Cette partie est elle même composées de plusieurs étapes. Tout d’abord la création d’une ellipse de base dans le plan XY dont les deux rayons peuvent varier.
Deux ellipses supplémentaires sont disposées avec les mêmes coordonnées X et Y mais le paramètre Z varie. De plus, l’ellipse la plus haute est tournée dans un plan YZ selon un angle précisé dans un « Panel »
Grâce aux deux ellipses inférieures, j’ai pu créer un volume fermé servant de base épaisse au vase.
Enfin, dans l’objectif de créer des images de synthèses de ce vase, une dernière ellipse plan a été crée afin de créer une surface afin de signifier la hauteur d’un volume d’eau.
Création de la partie supérieure du vase avec des ellipses
La partie supérieure du vase est constituée (dans le cas du premier vase) de 4 ellipses différentes.
Chaque ellipse est construite de la manière suivante :
Création d’un point dans l’espace dont le seul paramètre Z varie.
Création d’une ellipse dont les deux rayons sont variables selon un domaine prédéfinit.
Le point central de l’ellipse est utilisée afin de créer un plan YZ
Grâce à ce plan et à l’ellipse, on peut orienter cette forme dans l’espace avec un angle prédéfinit afin de faire varier la forme globale du vase.
Création de la surface totale
– La création de la surface totale s’agit uniquement de l’utilisation de l’outil « Loft » passant dans l’ordre, par toutes les ellipses créée auparavant.
Création de l’aspect supérieur du vase
Afin de créer l’aspect de la partie supérieure du vase, plusieurs étapes sont nécessaires :
– Avec la surface créée dans la partie précédente nous pouvons la mettre à plat sur le plan XY.
– Sur cette surface, j’ai créé une population aléatoire de 150 points
– Chacun de ces points forme ensuite le centre d’une cellule voronoi
– Ensuite, chacune de ces cellules est dupliquée et réduite vers son centre avec un coefficient de 0.9.
– La géométrie de ligne ainsi formée est transformée en surface
– Cette surface est ensuite extrudée dans l’axe Z (le voronoi étant pour l’instant toujours projeté sur l’axe XY)
– Le volume de voronoi est ensuite instauré dans une géométrie unique que l’on vient reprojeter sur la surface du vase.
– La création d’un domaine (essentiellement utile dans le paramètre U) a été nécessaire. Sans ce dernier, le diagramme de voronoi affecte l’entièreté de la surface du vase ce qui ne correspond pas avec l’intention originelle. Pour le vase étudié (vase 1), ce domaine s’étend de 0.25 à 1.
Création de l’aspect inférieur du vase
Pour créer l’épaisseur de la partie inférieure du vase, j’ai fais face à plusieurs problèmes. Il était compliqué et peu efficace d’extruder la partie basse du vase selon les normales de la surface. Pour répondre à ce problème j’ai donc simplement réutilisé le même programme que pour la création de l’aspect de la partie supérieure en supprimant les étapes de création du voronoi afin d’obtenir une surface lisse. Ceci justifie la création d’un domaine d’affectation vu dans l’étape précédente. Afin d’obtenir un rendu parfaitement continu, les valeurs d’extrusions (en l’occurrence 1) doivent être les mêmes et le domaine rentré en U doit impérativement être l’inverse de celui de la partie supérieure.
A la suite de ce programme j’ai pu créer le premier vase en faisant varier les rayons, hauteurs et orientations de chacune des ellipses, ainsi que les domaines d’affectation du motif. Afin d’expérimenter sur la forme et les utilisations de ce vase j’ai décidé de créer un Triptik Paramétrique. Pour ce faire, j’ai changé les motifs utilisés, pour les deux autres vases, quelques modifications ont été nécessaires en plus de faire varier les paramètres cités précédemment. Ce programme permet la création d’un large champ de possibilités de création de forme et c’est en l’ajustant que les autres vases ont pu être générés.
Rendu 3D
Afin de visualiser l’aspect final de ces vases, quelques rendus 3D ont été esquissés sur Rhinocéros 3D (voir photos précédentes). Une fois le résultat concluant, j’ai décidé de les mettre en scène sur une table avec des plantes afin d’imaginer le résultat final. Le premier rendu utilisait deux couleurs distinctes pour pouvoir différencier la partie basse de la partie haute du vase. Au final, j’ai opté pour une couleur unie pour chaque vase. Deux vases noirs et un « vase » blanc. Ce dernier « vase », a été conçu non pas pour contenir de l’eau mais de la terre ou des pierres. En expérimentant sur la forme, j’ai eu l’idée de créer une sorte de pot ou de petite jardinière, il se différencie des deux autres par sa hauteur, sa couleur, ses dimensions et sa fonction.
Réalisation
Ce projet est pour moi l’occasion d’enfin pourvoir expérimenter l’impression 3D. Malheureusement, en vu du contexte sanitaire actuel, l’impression de ces vases risque d’être compromise. Cependant, j’ai tout de même réfléchi sur les matériaux et les couleurs envisagées. Plusieurs options s’offrent à moi. Je peux mélanger les matériaux (comme lors des premiers tests) en imprimante en céramique une base de la même couleur que la partie supérieure ou non. Il peut être intéressant de différencier les matériaux aussi par les couleurs. La partie supérieure serait donc imprimée ensuite en plastique puis collée sur la base en céramique. Enfin, une solution plus « simple » consisterait à imprimer l’entièreté des vases en un bloc de plastique dont la couleur et l’aspect correspondent déjà au résultats souhaité. Autrement, une étape de peinture serait nécessaire. Les couleurs utilisées ont été larges, mais celles retenues sont le noirs et le blanc. Les tests de couleur pour le Triptik a été complexe et afin d’obtenir des objets sobres et épurés, ces couleurs basiques ont été choisies.