icosaèdre

Voici typiquement un projet commun de partage de compétences visant à produire un objet plus ou moins complexe à partir de fournitures standard : ici une plaque de médium 3 mm qu’on va découper au laser.

L’idée de départ de Thibault, membre du FabLab, est de vouloir faire un cadeau pour l’anniversaire de sa petite sœur en utilisant la découpeuse Laser. Daniel, qui anime l’atelier du Fablab l’a aidé à concrétiser son idée à partir d’un solide géométrique : l’Icosaèdre, pour réaliser une lampe (abat-jour).

En géométrie, un icosaèdre est un solide de dimension 3, de la famille des polyèdres, contenant exactement vingt faces. Le préfixe icosa-, d’origine grecque, fait référence au nombre de faces.

La réalisation d’une lampe nécessitera la découpe de 20 pièces identiques, chaque pièce étant inscrite dans un triangle équilatéral. En outre il est nécessaire, pour maintenir les pièces, d’imaginer un système de clés de verrouillage utilisé à chaque sommet, pour maintenir à chaque fois 5 triangles entre eux.

La découpe des pièces est réalisée dans une plaque de médium de 3mm d’épaisseur. Il faut dessiner la pièce de sorte que l’ampoule, qui sera positionnée à l’intérieur de la forme, puisse diffuser la lumière. On peut imaginer toutes sortes de formes telle celle ci-dessous

 

Baptiste un autre membre du fablab, qui s’est joint au projet, et Daniel ont cherché à utiliser la plaque de médium au maximum. La forme élémentaire de la pièce est un triangle évidé au maximum, pas trop cependant pour conserver une certaine rigidité et solidité du triangle, puis d’inscrire autant de fois que possible la même forme dans l’évidement de chaque pièce.

La conception du fichier de découpe réalisé à partir du logiciel de CAO 2D Draftsight est téléchargée dans le logiciel de pilotage de la découpeuse au format .dxf, puis préparé pour la découpe. L’image ci-après est une photo de l’écran de contrôle qui modélise la surface de découpe avec la représentation des déplacements de la tête laser.

Compte-tenu de la taille admissible par la découpeuse laser Arketype 1290 qui est de 1,2m de longueur par 0,9m de largeur, et de la disposition en tête bèche des pièces, on arrivera à découper 10 icosaèdres de tailles différentes dans la même plaque d’une largeur de 0,82m.

Après avoir réglé le point focal du laser, la vitesse et la puissance de découpe (dépendant de matière à découper et de son épaisseur), puis téléchargé le fichier sur la découpeuse, la découpe est lancée.

 

Le résultat final

Vu du dessus de la plaque après la découpe : on a 21 séries de triangles parfaitement imbriqués. L’icosaèdre comprenant 20 faces, on aura même une pièce de rechange pour chaque dimension !

La récupération des pièces découpées, à classifier. Ce ne sont pas moins de 220 pièces utiles !

Comme on peut le remarquer, la découpe de forme carrée à chaque sommet des triangles servira à assembler les icosaèdres. Le défi est de concevoir une pièce qui autobloquera chaque sommet de l’icosaèdre en permettant un assemblage “sans forcer”. Thibault et Daniel ont imaginé 2 types de clés de blocage pour réunir les 5 sommets de chaque arête : une extérieure ayant une forme de pentagone :

et une intérieure, plus discrète ayant la forme d’une étoile à 5 branches :

Le choix dépendra à la fois de l’esthétique souhaitée mais aussi de la taille de l’icosaèdre : les clés extérieure convenant mieux aux plus grandes tailles.

Résultat assemblé pour une lampe “exotique” à suspendre d’environ 48 cm de diamètre extérieur équipée d’une ampoule LED connectée couleurs E27 permettant faire varier la couleur à partir d’une application mobile (compter une trentaine d’euros).

Daniel a travaillé la finition pour cette lampe, en démontrant qu’on peut laisser libre cours à son imagination pour personnaliser la lampe. Les vides des triangles ont été comblés par collage sur les 2 faces :

  • À l’intérieur avec du papier calque sur lequel on a préalablement imprimé un caractère chinois
  • À l’extérieur avec un tissus non-tissé de couleur écru qui masque les caractères chinois lorsque la lampe est éteinte.

Résultat assemblé pour une lampe “moderne » à suspendre, de 15 cm de diamètre extérieur équipée d’une petite ampoule LED vintage à filaments couleur ambre E14 (environ 6 €).

Ce qui est remarquable, c’est que les éléments bruts sortis de la découpe ont été assemblés sans colle en 10 minutes.

Pour l’esthétique, on peut utiliser comme ici un câble “textile » couleur or que l’on trouve dans certaines boutiques de bricolage & décoration.

Voilà, il ne reste plus qu’à vous inscrire au Fablab pour participer à nos projets … et apprendre à le “Faire Vous-Même”, en anglais DIY : “Do It Yourself».

Pour terminer, voici une question que vous pourriez poser : comment passer le câble électrique à l’intérieur de la lampe ?

Réponse : la clé de blocage au sommet de la lampe a été découpée avec un trou de 10 mm centré, à l’intérieur duquel on passe un bout de tige filetée creuse de 10mm de diamètre. Le fil électrique passe dedans et le filetage permet de visser les culots standards E14 ou E27.

Jean Jacques

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