Felix Raspall & Carlos Bañón – printed fibrous pavilion at SUTD singapore
Les professeurs Felix Raspall and Carlos Bañón de l’université STUD (Singapore University of Technology and Design) ont réalisé ce pavillon dans le cadre de l’événement « Open House 2016 » de l’université. A l’aide d’un groupe d’élèves, ils ont conçu une structure maillée de 14,5m de long, composée de tubes et de nœuds les liant entre eux. L’originalité de cette structure légère vient du fait que l’impression 3D n’a pas été utilisée pour l’intégralité du maillage, les tubes sont d’un diamètre standard alors que chaque nœud est fait sur mesure en fonction des contraintes qu’ils reçoivent.
La conception et la modélisation
La première phase consistait à modéliser le volume du pavillon, uniquement composé de tétraèdres. Pour se faire ils ont commencé par modéliser des polyèdres représentant le volume voulu. Ensuite, à l’aide d’un programme tel que Mesh Man, on transforme ces polyèdres par subdivision de volume afin d’obtenir un assemblage de tétraèdres.
Les arêtes de ces tétraèdres seront représentées par les tubes et les pointes les nœuds du futur assemblage.
Afin de faciliter la conception, les 369 tubes et les 91 nœuds ont été repérés et numérotés comme on peut le voir sur le plan ci-dessous.
La rigidité de la structure dépend principalement des nœuds: ils ont été dessinés précisément sur Grasshopper en fonction de leur position sur la structure et du nombre de barres qu’ils reçoivent.
Suite à des calculs de structure (par éléments finis par exemple) ils ont repéré les 19 nœuds les plus sollicités et ont décidé de les imprimer en aluminium. Les 72 autres étaient quant à eux imprimés en nylon.
La fabrication:
L’impression 3D métal: Il existe actuellement trois familles de technologies sur le marché de :
- Les technologies de lit de poudre combinent une matière première poudreuse et un laser pour créer des pièces imprimées en 3D.
- La projection de liant (Binder Jetting) utilise un agent liant liquide pour lier une matière première poudreuse.
- Le Dépôt Direct de Métal (DMD) est une technique qui dépose le métal couche par couche pour obtenir une pièce imprimée en 3D.
D’après les photos on peux supposé qu’ils ont eu recours a la technologie projection de liant.
L’impression 3D nylon:
Les impression Nylon on du avoir recour au PA12 depuis une poudre de polyamide, plus communément appelé nylon ou plastique. Solide et flexible à la fois, le polyamide résiste à la pression lorsqu’il subit une flexion ce qui est tout a fait adapté au nœuds du pavillon. L’impression 3D en polyamide est réalisée selon la technique de frittage sélectif par laser.
La découpe des tubes d’aluminium:
Après avoir repérer par un numéro et relevé leurs longueurs les tubes on été découpé et numéroté pour s’y retrouver lors de l’assemblage.
L’assemblage final
Il s’est fait comme un puzzle grâce aux numéros de repérage que l’on retrouve sur chaque élément.
En plus de la structure légère, 3 tables de 5m de long ont été insérées à différentes hauteurs dans la structure afin de présenter les travaux réalisés par les étudiants.
Comme l’explique l’un des membres de l’équipe, les progrès en impression 3D, notamment au niveau de la résistance mécanique, ouvrent aujourd’hui de nouvelles perspectives.
Au lieu d’imprimer entièrement un bâtiment de taille modeste, il est aujourd’hui possible de fabriquer uniquement des éléments de structure. Le fait qu’il soit suffisamment solides permet d’y avoir recours sur des bâtiments de plus en plus grands.
project info:
design: Carlos Bañón + Felix Raspall
research team: Mohair Arora, Ryan Chee, Wei Shen
student team:
gammy chua, tracy chow, ao chinwen, pauline siew, lisa koswara, endy fitri bin saifuldin, loi jun
kai, tan jun kai, tan yu jie, caroline, lim wan rong, willa trixie ponimin, rebecca ong, liaw su
xin, teo yu en dionne, zhang ke er, shobhaa narendran, bryan lim wei guo, goh wei hern, liew
sheng wei ethan, tee yong kiat.
Sources utilisées:
https://www.archdaily.com/789371/sutd-professors-design-3d-printed-mesh-pavilion