présentation maquettage 03 2015 v2
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Maquettes et techniques de fabricationdigitale
D. Hanser // Février 2015 // ENSA_Nancy
http://conceptmodel.tumblr.com/post/88505013422/archimodels-c-peter-eisenman-international
Peter Eisenman | Diagrammatic model for the Virtual House competition | Berlin | 1997
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Plan les différentes techniques de fabrication de maquettes à l’Ecole d’Architecture de Nancy
0.30
La maquette en architecture
0.30
Les procédés de fabrication
digitale
0.30
La fabrication digitale à L’ENSA-N
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0.10Exemples
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EvolutionLe rôle de la maquette n’a jamais été figé
L’absence du géométral et de l’unification des systèmes métriques conduit à utiliser les maquettes comme des ‘plans d’exécution’
Transmettre une idéeMoyen
âge
Après l’invention du géométral la maquette prend un rôle de
démonstration de la 3e dimension d’un projet
CompléterRenaissance
-> XIXe
La généralisation du géométral et l’apparition de techniques de simulation conduit à de nouveaux usages
Illustrer et simuler
XXe
Les technologies numériques permettent de nouveaux rapports à la maquette qui se voit adjoindre un
double numérique
Parcourir
XXIe
3
http://www.hebiflux.com/blog/2008/06/27/la-visite-virtuelle-a-le-vent-en-poupe-cette-semaine-en-france/
http://fr.academic.ru/pictures/frwiki/77/Modèle_dôme_cathédrale_Florence.jpghttp://image4.evene.fr/img/galerie/1_32.jpghttp-//www.centrepompidou-metz.fr/une-architecture-unique/la-toiture
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“ Vous devriez réaliser plus de maquettes ! “
Les usages contemporainsLa maquette est actuellement utilisée en architecture principalement pour servir 3 fonctions
Dimension prospective
Dimension séductrice
Dimension démonstrative
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La maquette de conception est un outil d’aide à la décision
Elle permet de un travail de recherche spatiale et formelle
Elle est volontairement simple et constituée de matériaux peu couteux
Réflexion
La maquette en architectureLa maquette prospective comme outil de conception
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http://evds.ucalgary.ca/files/evds/images/web_PROTYP_m_0.jpghttp://evds.ucalgary.ca/files/evds/images/web_3D_m.jpg
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La maquette de concours est un outil de mise en valeur du projet
Elle permet de focaliser l’attention sur les caractéristiques les plus valorisantes du projet, en ce sens elle n’est pas nécessairement fidèle au projet
Concours
La maquette en architectureLa maquette comme outil de séduction
6
http://i.kinja-img.com/gawker-media/image/upload/t_original/ph3q1yabiz5jbirsiion.jpghttp://i.kinja-img.com/gawker-media/image/upload/t_original/rwbclydvo5akyxpcuccv.jpg
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La maquette peut servir à simuler des phénomènes physiques et/ou le comportement d’un structure
Elle permet de valider un parti, démontrer la viabilité d’un choix ou rendre intelligible une pensée architecturale.
Simulation
La maquette en architectureLa maquette comme outil de démonstration ou de validation
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http-//www.irstea.fr/soufflerie-0http-//www.urdesign.it/wp-content/uploads/2013/09/1-refuge-du-gouter-by-groupe-h.jpg
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Plan les différentes techniques de fabrication de maquettes à l’Ecole d’Architecture de Nancy
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La maquette en architecture
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Les procédés de fabrication
digitale
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La fabrication digitale à L’ENSA-N
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0.10Exemples
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“ si, si …vous devriez réaliser plus de maquettes ! “
Les outilsLa maquette est actuellement utilisée en architecture principalement pour servir 3 fonctions
Dimension prospective
Dimension séductrice
Dimension démonstrative
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10Les techniques habituellesLa technologie ne remplace pas les méthodes de maquette , elle les complète
Les technologies ne viendront pas forcément supprimer les techniques habituelles de fabrication de maquettes.
il reste encore aujourd’hui utile de se former à ces techniques.
https://arrarch.files.wordpress.com/2013/03/img_2548.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/99/X-Acto-knife.jpg/800px-X-Acto-knife.jpg
https://davidneat.files.wordpress.com/2013/02/scmm_spring2012.jpg
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11Procédé par soustraction1/ Partir d’un matériau brut auquel l’on va enlever de la matière pour obtenir la forme souhaitée
Dans cette famille d’outillages nous trouvons :- les fraiseuses à commande numérique- les tables de découpe à base de cutter - les tables de découpe laser- les systèmes de découpe à base de fil
chaud.
Ces technologies sont largement répandues dans l’industrie mais encore peu utilisées dans les école d’architecture car elles ont un coût élevé, une maintenance complexe et génèrent des nuisances.
https-//encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn-ANd9GcTMLjJhHVlxR3P1QAinGnHeM8S75aZbpBMa-ZX0AIMDN4Fyirk8
http://img.nauticexpo.fr/images_ne/photo-g/table-decoupe-cnc-couteau-rotatif-chantier-naval-31985-3938719.jpg
https://makezineblog.files.wordpress.com/2009/11/diylilcnc_wood.jpg?w=600&h=450
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12Procédé par soustraction1/ Partir d’un matériau brut auquel l’on va enlever de la matière pour obtenir la forme souhaitée
https://vimeo.com/9637985
UsinageCNC
Un outil rotatif vient enlever de la matière dans un matériau brut fixé sur une table.
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13Procédé par soustraction1/ Partir d’un matériau brut auquel l’on va enlever de la matière pour obtenir la forme souhaitée
https://vimeo.com/48844643
Découpe laser
Un faisceau laser vient frapper et bruler un matériau déposé sur une table.
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14Procédé par soustraction1/ Partir d’un matériau brut auquel l’on va enlever de la matière pour obtenir la forme souhaitée
https://www.youtube.com/watch?v=arjRtCjI9AQ&spfreload=10
Découpe laser
Un faisceau laser vient frapper et bruler un matériau déposé sur une table.
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15Procédé par addition2/ Partir d’un matériau en ‘vrac’ que l’on va former à la demande et au besoin
Dans cette famille d’outillages nous trouvons :- les procédés de moulage- les techniques d’injection- les procédés d’impression 3D
Ces technologies sont largement répandues dans l’industrie mais encore peu utilisées dans les école d’architecture. Parmi ces procédés, l’impression 3D par extrusion se développe du fait de son fable cout et des nuisances faibles qu’elle génère.
http://imguol.com/2013/04/23/mestre-yoda-da-serie-star-wars-ganhou-uma-versao-roda-produzida-com-impressora-3d-a-peca-foi-exibida-no-evento-inside-3d-printing-por-dentro-da-impressao-3d-em-traducao-livre-realizado-em-nova-1366733264635_956x500.jpg
http://www.3ders.org/images/fabclay-3d-printer-8.jpg
http://www.aerko.com/wp-content/uploads/2014/04/8205.jpg
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16Procédé par addition2/ Partir d’un matériau en ‘vrac’ que l’on va former à la demande et au besoin
https://www.youtube.com/watch?v=jTjipJM8Bn0&spfreload=10
Laser sintering
Un faisceau laser vient chauffer et fusionner des couches de poudre déposées successivement dans un bac mobile en hauteur.
La forme finale est découverte une fois la poudre excédentaire enlevée.
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17Procédé par addition2/ Partir d’un matériau en ‘vrac’ que l’on va former à la demande et au besoin
https://www.youtube.com/watch?v=6O34Lq1GqQY&spfreload=10
Stereolithographie
Un faisceau Ultra violet vient frapper un bac de résine photosensible mobile.
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18Procédé par addition2/ Partir d’un matériau en ‘vrac’ que l’on va former à la demande et au besoin
https://vimeo.com/87862429
Fused Deposition Modelling
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19Procédé par addition2/ Partir d’un matériau en ‘vrac’ que l’on va former à la demande et au besoin
Fused Deposition
Modelling
Exemple du projet Kickstarter LIX,stylo de dessin 3D à base de dépose de fil
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https://vimeo.com/90314569
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Les nouvelles technologies ouvrent la possibilité de créer des boucles de conception plus rapides.
Ces nouveaux outils ouvrent des possibilités de recherches de formes et de solutions innovantes.
Recherche
Dans les agencesLe prototypage rapide et l’architecture
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https://tlcdarchitecture.files.wordpress.com/2014/12/tlcdlasercutter_centerpieces.jpg?w=1024&h=682
https://vimeo.com/116176966
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21Le prototypage rapide et l’architectureDans les laboratoires de recherche
Fiber Syntax | RobArch 2014 Workshop
Video as part of the Fiber Syntax Workshop that Moritz Dörstelmann, Ondrej Kyjanek and Marshall Prado gave at the 2014 Robots in Architecture Conference in Ann Arbor
https://vimeo.com/95914865
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22Le prototypage rapide et l’architectureDans les laboratoires de recherche
Pet Flakes - Rob|Arch 2012 Video Contribution
Pet Flakes / Plastic Architectureby Akram Ahmed, Christiana Vlanti,Theodor Grousopolos, Pavlos Bakagiannis
This video was accepted as a video contribution
to Rob|Arch 2012 - the first international
conference on robotic fabrication in architecture,
art, and design - hosted by the Association for
Robots in Architecture.
https://vimeo.com/95914865
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23Le prototypage rapide et l’architectureDans les laboratoires de recherche
Flight Assembled Architecture/Architectures volantesFRAC Centre Orléans 02.12.2011-19.02.2012
A project by Gramazio & Kohler and Raffaello d'Andreain cooperation with ETH Zurich
https://vimeo.com/33713231
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Plan les différentes techniques de fabrication de maquettes à l’Ecole d’Architecture de Nancy
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La maquette en architecture
0.30
Les procédés de fabrication
digitale
0.30
La fabrication digitale à L’ENSA-N
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0.10Exemples
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La découpe laser :Découper un motif en 2D dans un matériau
D. Hanser // Février 2015 // ENSA_Nancy
http://www.moma.org/learn/resources/library/council/eliasson
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HistoriqueDe la théorie des lasers à l’utilisation grand public
Albert Einstein theorized the principle of a laser, when he described his theory of stimulated emission.
La théorie
1917
Peter Houldcroft used an oxygen assist gas to cut 1mm thick steel sheet with a focused CO 2 laser
beam.
300W slow flow CO 2
1967
The first commercially available moving optics CO 2 laser cutting system, was probably supplied by Laser Work AG of Switzerland
Débuts commerciaux
1975
à la fin des années 1990 de nombreuses sociétés proposent des
solutions de découpe laser.Il existe même une variante OpenSource : le Lasersaur
systèmes ‘grand public’
2000
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http://www.twi-global.com/technical-knowledge/published-papers/in-the-beginning-the-history-of-laser-cutting-october-2002/
http://www.ehow.com/about_6391803_history-laser-cutting.html
http://www.lasersaur.com
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27La technologieLa découpe laser
Les machines de découpe laser répandues dans les écoles d’architecture utilisent un générateur de laser CO2 d’une puissance avoisinant le plus souvent les 1KW. Le laser est produit dans un résonateur (Ci-dessus) et se trouve focalisé sur la pièce à découper (ci-contre).
Il s’agit d’un système optique il en a donc les propriétés.- Point focal- Utilisation de miroirs- Fragilité relative
Attention, le laser produit un faisceau dans une gamme d’ondes invisibles pour l’oeil humain.
La puissance restituée est assez importante pour causer des blessures sévères et des lésions oculaires irréversibles.
http://en.wikipedia.org/wiki/Laser_cutting#mediaviewer/File:LaserCutter.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/d/dd/Diffusion-Cooled_Resonator.jpg
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“ De la 2D oui mais de la 2D de qualité ! “
Découper une formeComme tout outil industriel, la découpe laser ne tolère pas le flou
Des fichiers au format .dxf dans le bon système métrique
Le plus de ‘polylignes’ possibles
Pas de doublons, il ne faut pas passer 2 fois au même endroit
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détails sur : http://www.slideshare.net/damienhanser/rgles-dcoupe-laser-v2
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L’impression 3D :technique FDM
D. Hanser // Février 2015 // ENSA_Nancy
uncommon chocolate // 3D Printed Chocolate City by Naoko Tone and Atsuyoshi Iijima
http://www.swiss-miss.com/2007/08/uncommon-chocol.html?medium=HardPin&source=Pinterest&campaign=type367&ref=hardpin_type367
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HistoriqueDe la photosculpture à la dépose de fil
Invention de la photosculpture en utilisant des appareils photographiques entourant un objet puis l’utilisation d’un pantographe pour restituer une sculpture
François Willème
1860
Invention par Mitsubishi d’un photopolymère permettant de
construire des objets par couches, principe utilisé par la stéréolythographie
Un nouveau matériau
1972
Premier exemple d’outil utilisant la technique d’extrusion de matière plastique fondue. (Stratasys)
Première imprimante FDM
1991
Le lancement du projet ReRap marque une nouvelle ère par la
réduction drastique des coûts de production
l’ère de l’open source
2005
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http://www.avplastics.co.uk/3d-printing-historyhttp://fr.wikipedia.org/wiki/François_Willème#mediaviewer/File:Schéma_explicatif_de_la_technique_de_la_photosculpture_-_La_Science_française_-_1897_-_page_293.pnghttp://www.industryweek.com/emerging-technologies/history-3-d-printing-slideshow#slide-0-field_images-71422http://reprap.org
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31La technologieLe procédé d’extrusion et de dépose de couches
Les machines grand public utilisant la technique FDM sont alimentées par un filament de plastique de diamètre normalisé.
Ces machines ont un cout faible mais présentent le plus souvent des dimensions réduites.
Le principe utilisé étant plutôt rudimentaire, la précision des machines grand public avoisine les 0.1 mm dans les trois dimensions.parmi les matières utilisables, il existe des bioplastiques (PLA) générant très peu de nuisances ce qui rend possible l’intégration de ces machines directement dans les espaces de conception.
Il faut noter que le procédé est relativement lent ce qui encourage à valider convenablement les modèles 3D avant impression
http://www.cs.cmu.edu/~rapidproto/students.03/rarevalo/project2/image001.jpg
http://www.uni.edu/~rao/rt/fdm.gif
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Les usagesLe marché de l’architecture est encore marginal (source 2013)
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Les usagesUne diffusion quasi exponentielle de la technologie
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Les usagesTechnologie en plein ‘Hype effect’ (Source Gartner 2014)
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“ Modélisez et rappelez vous de vos cours de géométrie ! “
Imprimer une formeL’impression 3D réclame une géométrie irréprochable
Le modèle doit être sans trous, même très petits
Pensez à découper vos modèles en plusieurs morceaux
Rien de magique, il faut de la 3D en entrée !
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Imprimer une formeL’impression 3D réclame une géométrie irréprochable
Exemple :Volume non clos, faces internes, doubles surfaces, …
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Fabrication d’une maquetteLa fabrication en une seule pièce pose quelques contraintes
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Fabrication d’une maquetteIl vaut parfois mieux découper son modèle en parties pour éviter d’utiliser trop de matière de support
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Plan les différentes techniques de fabrication de maquettes à l’Ecole d’Architecture de Nancy
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La maquette en architecture
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La fabrication digitale à L’ENSA-N
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Exemples
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ExemplesCFD 2014-2015 Création de cales pour la réalisation d’une maquette découpée
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Plan les différentes techniques de fabrication de maquettes à l’Ecole d’Architecture de Nancy
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