Essais | Le volume


Le volume | C'est quoi ?

Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.

  • En physique, le volume d'un objet mesure « l'extension dans l'espace physique » qu'il possède dans les trois directions en même temps, de même que l'aire d'une figure dans le plan mesure « l'extension » qu'elle possède dans les deux directions en même temps.

  • En mathématiques, le volume d'une partie de l'espace géométrique est sa mesure au sens de la théorie de la mesure de Lebesgue.


Essais | Motif 2D

Les résultats des découpes laser des modèles géométriques des traits précédentes, nous encouragent à continuer à chercher des motifs pouvant rendre un matériau rigide en flexible. Nous supposons que le motif étoilé à 3 branches répétitif permettra de rendre le carton alvéolé de 7 mm flexible.

L'abaque sous forme de plaque dans le matériau à découper indique les paramètres de découpage suivants :

Vitesse : 25 | Puissance max: 8 0 | Puissance mini : 65 | Passage : 1

& Nous....

C'est au FABLAB Simplon Co que nous effectuons nos essais. Chaque FabLab possède une découpeuse laser spécifique et différente. Nous nous tachons à apprendre l'utilisation de celle-ci également en découvrant que le réglage de la hauteur de la buse tête laser s'est règle automatiquement à l'aide d'une plaque métallique sans utilisé le pige de hauteur réglable habituel.

Nous avons pu constater que le motif permet de plier le carton mais il reste limité et peut se casser facilement.

La flexibilité du matériau est partielle et demande de vérifier des autres matériaux. Nous continuons à tester des matériaux nous permettant obtenir une flexibilité et un volume en même temps.

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Essais | Flexibilité

Au Fab Lab Carrefour numérique ², nous testons les plaques Polystyrène d’une épaisseur de 8 mm & 18 mm. Les essais consistent à utiliser le même motif que sur le carton alvéolé de 7 mm précédent.

Les paramètres & réglage de la découpeuse laser :

  • Speedy400 | Marquage Plaque Polystyrène | 18mm P: 40; V: 6; F:1000Hz

Les points du motif se sont écrasées et enfoncées. La profondeur de l'entaille est d’environ 6 mm. Le plaque est peu flexible.

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Essais| Flexibilité

Au vu du résultat du motif étoilé, nous dessinons un motif constitué des traits articulés avec des ronds remplaçant les points des étoiles. Nous testons une plaque Polystyrène et une en mousse polyuréthane d’une épaisseur de 18 mm.

Les paramètres & réglage de la découpeuse laser :

  • Speedy300 | Marquage Plaque Polyuréthane | 18mm P: 22; V: 20; F:1000Hz

Les entailles sont d’environ 6 mm et le matériau est plus flexible dû également au nouveau motif.

& Nous....

Les essais avec les matériaux rigides en carton ou en plaque de polystyrène et de polyuréthane n’étant pas concluent et satisfaisants malgré les bons résultats obtenus, nous continuons dans notre réflexion à la recherche de la flexibilité et de volume des matériaux divers.

Toute au long de nos expériences c'est la transformation d'un matériau plan en matériau tridimensionnel qui nous guide. La recherche tridimensionnelle en termes de largeur, hauteur et profondeur à travers des techniques traditionnelles ou numériques.

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Essais | Le tridimensionnel

Les travaux des recherches de pliage du papier entre 1960 & 1967 étudient par Ron Resch. Ses constructions euclidiennes 3D et notamment, le célèbre motif de pliage nous sert comme référence pour le modèle numérique.

& Nous....

Nous nous inspirons de ses travaux de pliage basés sur la graphiques géométriques du tessellation |la découpe d’une surface en éléments réguliers de base.

Nous reprenons la géométrie de base de 3 traits comme dessin répétitif et testons la mousse polyuréthane pour obtenir un matériau expansé et volumineux.

L'application de ces études, nous permet non seulement d'apprendre les différentes techniques existantes du pliage de papier mais aussi d'obtenir des résultats inattendus enrichissant notre démarche à la concrétisation des nos idées. Transformer le matériau plan en matériau tridimensionnel étant le prochain défi.

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Essais | La transformation

Notre intérêt pour les matériaux recyclés prends forme avec la proposition de la coordinatrice de la vie sociale de l'EHPAD " La maison des Vergers" , utiliser les matelas qui seront remplacés dans l'établissement. Le recyclage des matelas nécessite une procédure de décontamination avant pouvoir les manipulés. Finalement, nous décidons d'essayer des mousses existants sur le marché avec la technique numérique du découpage laser mais n'abandons pas par l'idée de réutiliser les matelas après être recyclées.

Nous dessinons le modelé au trait en forme d'un Y et découpons dans la mousse en plusieurs profondeurs.

  • Découpe Mousse 20 mm P: 22; V: 2 > Résultat : 5 mm | profondeur découpe

  • Découpe Mousse 20 mm P: 22; V: 1,5 > Résultat : 7 mm | profondeur découpe

  • Découpe Mousse 50 mm P: 22; V: 1 > Résultat :10 mm | profondeur découpe

Au vu des résultats obtenus, nous souhaitons approfondir nos recherches et dessinons un autre modelé , un dessin en damier pour obtenir un autre effet de mémoire de forme des bâtonnés à différentes hauteurs.

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Essais | La flexibilité

Rendre un matériau flexible est adapté à la forme posée dessous.

A l'aide de la découpeuse laser nous obtiendrons plusieurs profondeurs dans la mousse polyuréthane.

  • Découpe Mousse 50 mm P: 22; V: 1.1 > Résultat : 5 mm | profondeur découpe

  • Découpe Mousse 50 mm P: 22; V: 0.8 > Résultat : 15 mm | profondeur découpe

  • Découpe Mousse 50 mm P: 22; V: 0.5 > Résultat : 25 mm | profondeur découpe

& Nous....

En appuyant la mousse celle-ci est déformée mais se remet rapidement quelque temps après la pression. Les bâtonnés fins s’écrasent facilement tandis que les plus épais résistent mieux. Au vu des résultats obtenus, nous souhaitons approfondir ces recherches et les tester de manières différentes prochainement après les essais de modularité par des éléments répétitifs.

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Essais | Les formes auxétiques en papier

Nous espérons obtenir un mouvement du matériau par la création de motifs 2D de la famille des formes géométriques "Auxétiques". Des essais en papier sont réalisés en amont de la découpe laser.

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Essais | Les formes auxétiques en mousse

Nous découpons plusieurs motifs dans la mousse polyuréthane de 5 cm d’épaisseur avec la découpeuse laser. Nous cherchons à obtenir un matériau qui s’élargira tout en gardant son élasticité quand une pression est exercer sur lui.

  • Découpe Mousse 50 mm P: 33; V: 0.2| 1000Hz > Résultat : découpe traversante



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Essais | L'impression 3D d'une structure auxetic

" Les auxiliaires sont des structures ou des matériaux qui ont un coefficient de Poisson négatif . Lorsqu'ils sont étirés, ils deviennent plus épais perpendiculairement à la force appliquée. Cela se produit en raison de leur structure interne particulière et de la façon dont elle se déforme lorsque l'échantillon est chargé uni axialement ".

Nous avons essayé d'imprimer une structure auxetic en PLA, or la matière est trop rigide, nous n'obtiendrons pas le résultat espéré. Nous allons essayer le filament flexible à une prochaine impression.

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Essais | Les motifs dynamiques

Au vu des résultats de découpe des motifs 2D, nous cherchons un motif dynamique qui permettra au panneau en mousse polyuréthane de s’élargir dû à la pression effectuée sur le matériau.

Nous essayons un motif des traits constituant des carrés et souhaitons le découper sur les deux côtés du panneau.

  • Découpe Mousse 50 mm en décalé, recto-verso P: 33; V : 0.6 | 1000Hz >

Résultat : découpe de 3/4 de profondeur

Essais | Les motifs dynamiques

Avec les découpes du motif sur les deux faces du panneau en mousse polyuréthane, nous obtenons des formes élastiques.

Essais | Découpe de différents types de mousse

Nous découpons des différents types de mousse avec le motif dynamique.

  • Mousse polyéther 28 kg | assise, matelas confort | P: 33; V : 0.6 | 1000Hz > Résultat : découpe de 1/2 de profondeur

  • Mousse Polyuréthane HR | 26 kg dossier souple | P: 33; V : 0.7 | 1000Hz > Résultat : découpe de 1/2 de profondeur

  • Mousse polyéther | 25 kg assise ferme | P: 33; V : 0.45 | 1000Hz > Résultat : découpe de 1/2 de profondeur

Essais | La mousse polyéther

  • Mousse polyéther 50mm | 25 kg assise ferme | P: 33; V : 0.3 | 1000Hz

> Résultat : profondeur de 30mm


Mousse HR signifie haute résilience. Cette mousse est constituée de micro cellules et offre ainsi la particularité de reprendre sa forme initiale après déformation.

Mousse de polyéther est constituée des cellules fermes en matière synthétique, produisant un matériau ferme.

& les découpes ratés

La découpe du panneau sur les deux faces est très minutieuse et nécessite une précision difficile à obtenir. Lors des essais de découpes nous obtenons des résultats différents de notre but initiale. Nous souhaitons vous montrer ces essais non concluants afin de les éviter dans vos expériences. Nous vérifions la méthodologie de la découpe sur une plaque en carton.

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Essais | Découpe motifs en mousse

Nous continuons à découper le panneau en mousse en recto-verso décalé, mais des surprises nous attendent. La découpe derrière tombe au même endroit que les traits de devant et nous obtenons une découpe traversante.

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Essais | Découpe motifs en carton

Suite aux découpes traversantes de la mousse nous vérifions la découpe sur du carton.

Les motifs sont différents afin de vérifier la méthodologie de la découpe recto-verso. Le motif est découpé sur un côté puis retourner de droite vers la gauche pour une deuxième découpe en décaler.

Essais | Découpe motif en mousse

Nous continuons à découper le panneau en mousse en recto-verso décalé, en forme des écailles arrondis