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jubois

Octaèdres en tenségrité

  Ce pas à pas présente un projet en cours de réalisation.

Octaèdres en tenségrité
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Bonjour à tous-tes

Je vais vous présenter ici le déroulement de la création d'une nouvelle œuvre d'art.
C'est la 3ème pièce d'un projet d'une collection de 5 pièces.
Collection donc le thème est : les solides de Platon et la tenségrité.

Le projet est déjà commencé mais je suis loin d'avoir fini !

La photo que vous pouvez voir est un prototype à l'échelle 1/5ème.

3 octaèdres articulés par 2 sphères, le tout rigidifié par 6 câbles.

Dans le prototype, les octaèdres sont fabriqués en PLA à l'imprimante 3D. Les sphères sont des billes de roulements et les câbles de la ficelle. C'est assez souple mais ça tient.

Les octaèdres seront en acajou (le petit), olivier (le moyen) et cèdre (le grand).

Les dimensions sont, de sommet à sommet les plus éloignés, de 60cm pour le grand, 40cm pour le moyen et 30cm pour le petit.

Les sphères seront en cristal plein transparent, poli miroir, de diamètres 2.22 pouces et 2.7 pouces. Je vais les fabriquer avec le souffleur de verre de mon village.

Et les 6 câbles seront en inox, 3mm de diamètre, avec un arrêtoir serti à chaque bout.
2 câbles seront en 2 parties avec un ridoir au centre, pour pouvoir tendre les 2 articulations.

Pour cette réalisation, j'ai fait les plans des octaèdres sur sketchup, mais je n'ai pas modélisé l’œuvre en entier, vu la difficulté de calculs des forces, j'ai préféré un prototype de façon empirique.

En plus j'ai un gros défaut, je n'aime pas faire des plans :-) Je suis bien obligé d'en faire bien sûr. Mais disons que pour moi, le travail de création artistique se fait au fur et à mesure de la création, je ne prévois pas tout à l'avance. Pour info, j'ai mis 6 mois à faire le dodécaèdre en tenségrité (en plus de mon taf) parce que j'ai passé beaucoup de temps à réfléchir aux solutions techniques, expérimentations et choix artistiques. Bien entendu, cela peut fonctionner parce qu'il n'y a pas de client ni de délai.

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Le prototype

J'ai la chance d'avoir une imprimante 3D à la maison, prêtée par un pote lors de la réalisation précédente. Du coup je commence à avoir le réflexe imprimante 3D quand je cherche une solution technique. Vu la taille du plateau d'impression, je décide de faire un prototype à 1/5ème.

Quelques heures de Solid Works et Sketchup plus tard, j'obtiens enfin un modèle d'un octaèdre que je peut étirer à ma guise dans sketchup pour en faire 3 différents pour l'imprimante 3D.

Une fois mes 3 solides imprimés je peux commencer.
J'ai chauffé un bille avec une flamme pour pouvoir mouler les pointes des articulation à la forme de la bille. Et j'obtiens facilement ça :

La suite est beaucoup plus compliquée mais au bout de quelques jours à hésiter sur la forme finale j'en arrive à ça vu sous différents angles.

J'ai abandonné l'idée des crochets et percé les brins pour faire traverser les ficelles.
Le PLA ça casse en plus ! J'ai du ressouder au briquet quelques fois. Et j'ai entendu des centaines de fois le son de la bille en acier rebondir sur le carrelage ...
Je me suis pas mal creusé la tête sur les fixations dans le brins parce qu'à la réalisation ça risque d’être coton ... Vu les densités différentes des essences, je ne peux pas décider à l'avance des emplacements des câbles sinon l’œuvre risque de basculer et de tomber ... Le centre de gravité étant décalé, c'est ce que je recherche. Donc j'ai fait en sorte que les positions des ficelles soient à des endroits et dans des orientation usinables à la perceuse à colonne, APRES la fabrication des 3 octaèdres. Je vais donc devoir trouver un moyen de tester mon prototype en grandeur réelle avec des câbles temporaires, avant de valider et percer.

Il me vient une question : quelqu'un connaît il un logiciel de calcul qui peut prendre en compte cette problématique ? Gravité, densités, articulation autour d'une sphère ?

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Coupes des angles

Une fois tous mes bois corroyés, je m'attaque à la découpe des 4 angles.
J'ai choisi d'assembler les 12 brins en coupant 2 angles à chaque extrémité des brins pour que les sommets soient un assemblage de 4 brins.

Pour régler la scie sous table (SICAR 260)

Angle dièdre 109.47°
180-109.47 = 70.53
divisé par 2 = 35.265°

Donc 35.3° d'angle du chariot pour une coupe et son inverse pour l'autre coupe.

Pour l'orientation de la lame de scie, si on prend 4 brins sur un plan on voit que ça forme un carré donc l'arête commune aux 4 brin est à 45° mais comme le chariot est a 35.3° il faut faire une projection de l'angle et on obtient 60°. (je l'ai calculé sur sketchup).
Ce qui donne 30° d'angle de la lame.

Une fois la scie réglée je coupe un bois de grosse section pour vérifier le résultat, j'ajuste jusqu'à avoir une précision de 5 dixièmes. Ce qui à mon avis n'est pas possible vu la flexibilité du guide d'angle. Mais bon ... Je fais au mieux :-)

Je coupe mes 36 brins d'un seul coté puis j'utilise une chute fixée au guide d'angle pour couper la 2ème extrémité, ce qui me donne une longueur fixe et égale pour tout mes brins.

Ensuite je tourne mon guide d'angle a l'inverse et je coupe une extrémité de chaque brin pour faire en sorte que la pointe crée soit parfaitement au centre du brin.

La 2ème coupe de la 2ème extrémité se fait de la même manière.

Me voila donc avec tout mes brins coupés.

Je fais donc un assemblage à blanc avec du scotch double face et ça me permet de valider mes coupes ... ouf ... :-) je suis rassuré.

En photo :

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Usinage des assemblages du petit octaèdre

Pour assembler les octaèdres, j'ai choisi de coller par tourillon hêtre lisse 2 à 2 les 4 brins de chaque sommet. Je décale donc les perçages pour que les tourillons ne se croisent pas.
Pour le petit octaèdre je choisi du 6mm.

Je fabrique donc un gabarit de perçage à 45° pour percer les trous des tourillons dans les 12 brins.

A noter que le petit octaèdre accueille les 2 sphères en cristal. J'ai donc décidé d'adapter les assemblages des 2 sommets en question pour pouvoir creuser un bol du diamètre de la sphère. L'assemblage se fera par un segment de même section que les brins sur lequel les 4 brins vont se coller. Les tourillons sont donc différents sur les brins de ces 2 sommets.

Je corroie donc mes 4 nouveaux bouts de bois dans les mêmes essences que les 3 octaèdres en choisissant l'essence de l'octaèdre qui lui est articulé :
pour le petit : olivier et cèdre
pour le moyen : acajou
pour le grand : acajou

Et je coupe à 45° les brins correspondants.

Je fais un aparté pour expliquer une chose importante :
Un des mes objectifs est de faire comprendre à l'observateur que l’œuvre tient par la tension des câbles, j'ai décidé en cours de réalisation du dodécaèdre de rajouter des billes en pierre pour ouvrir les points d'appui des arêtes, pour faciliter la compréhension de la tension des câbles.
Plusieurs observateurs ont pensé que les billes avaient des excroissances en pointe plantées dans les bois ...
Du coup j'ai décidé d'utiliser du cristal transparent pour ne pas avoir les même remarques, et d'opposer les essences autour des sphères pour que l’œil s’attarde dessus. Ainsi l'observateur peut mieux comprendre le rôle des câbles, enfin j'espère ...

Une fois mes 4 nouvelles pièces corroyées et percées voila le montage à blanc :

Et en vidéo :

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Usinage des articulations

Certains ont du se demander pourquoi dans l'introduction j'ai donné les diamètres des sphères en pouces ...

Pour usiner le siège des sphères dans les 4 sommets (en bois de bout d'ailleurs) j'ai pensé à 3 solutions :

  • trouver 2 fraises de défonceuse aux 2 diamètres voulus
  • fabriquer ces 2 fraises avec de l'acier soudé sur une vieille fraise
  • sculpter à la gouge et finir au papier à poncer collé sur une sphère

J'ai eu beaucoup de temps pour réfléchir et j'avais arrêté mon choix sur la fabrication des fraises. Mais tant que le petit octaèdre n'est pas assemblé je ne voulais pas décider des diamètres des sphères. Et la ça se mort la queue car je dois assembler les octaèdres pour être en situation réelle et choisir les diamètres, hors pour assembler un octaèdre il faut les pièces qui font office de bol pour les sphères. Voila ce qui arrive quand on fait pas de planification :-)
Je finis par décider des diamètres à partir de l'assemblage à blanc du petit octaèdre.

Pendant ce temps j'ai eu quelques jours pour fouiller internet et finir par tomber sur ça !

Des fraises bol de fabrication américaine de diamètres allant de 1 pouces à 3 pouces.
J'ai donc choisi 2.22 pouces (56mm) pour la sphère entre le petit et le moyen octaèdre, et 2.7 pouces (69mm) entre le petit et le grand octaèdre.

Le souffleur de verre a intérêt à assurer ! Il m'a proposé de faire ça avec lui ça va être très intéressant.

J'ai commandé mes 2 fraises, j'attends avec impatience qu'elles arrivent car je vais pouvoir coller le petit dodécaèdre !

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  Ce pas à pas présente un projet en cours de réalisation.


Discussions

jubois  a publié le pas à pas "Octaèdres en tenségrité".
il y a 9 mois
normandie

Je ne savais pas que les mèches américaine pouvaient s adapter sur les défonceuses françaises 1/2" et 12 mm ne sont pas exactement pareil.
Comment allez vous positionner la défonceuse sur vos formes , avez vous prévu de faire une table qui s adapte sur la pointe de l octaèdre ?
Je suis également un amoureux des solides platonique , bonne continuation.

jubois

Bonjour
En fait je vais usiner les pièces a la perceuse a colonne

normandie
( Modifié )

Ah , je vois 👍
publiez des photos de vos progrés

jubois

J'ai reçu les fraises mais je suis super pris par d'autres projets ... J'ai hâte de m'y remettre :-)

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