Une étrange et fascinante sculpture procédurale

Une fontaine de billes, c’est ce que propose Will Morrison avec cette sculpture procédurale. J’ai trouvé l’idée sympathique et la réalisation tout autant.

Will partage sur Github sa méthode pour créer cet étrange objet. Il s’agit d’un script Python qui respecte quelques règles de génération procédurale. De telle sorte que chaque génération de cette sculpture sera différente des autres. 

Les règles sont assez simples et évidentes. Elles correspondent à la fois au fonctionnement d’un objet de ce type et au fait qu’il s’agit d’une impression 3D. La base du principe de ces systèmes de billes est qu’une tour centrale avec une vis sans fin remonte les billes vers le haut en permanence grâce à un moteur pas à pas accroché sous la sculpture. Des « sorties » de billes sont proposées en haut de la tour et distribuées au hasard par la vis. Elles rejoignent ensuite la base par autant d’entrées pour retourner vers la vis sans fin. Un cheminement en boucle qui permet de proposer un fonctionnement perpétuel tant que la machine est alimentée.

La génération procédurale permet une infinité de solutions.

Les règles procédurales sont donc les suivantes :

• La génération des chemins ne doit pas sortir de la zone définie par les possibilités d’impression de l’imprimante.
• Les circuits doivent se répartir uniformément dans cet espace.
• La pente doit être constante pour que le défilement des billes soit harmonieux.
• Le rayon des cirages des circuits doit correspondre à des angles minimum et maximum.
• Les pistes doivent s’éloigner les unes des autres pour ne pas gêner le passage des billes.
• Les pistes doivent avoir chacune une certaine ampleur.
• Empêcher les changements trop abrupts de hauteur pour ne pas faire sauter les billes.
• Bloquer tout gain d’altitude des circuits pour des raisons évidentes de gravité.

Le résultat de l’impression avant la mise en place du moteur.

Une fois la recette embarquée dans le logiciel OpenSCAD, la génération de la sculpture se met en marche et suivant la puissance de votre PC mettre plus ou moins de temps à se terminer. Cela sera sans doute plus rapide que l’exportation du modèle vers un format imprimable. La complexité de l’objet généré demande entre 5 et 20 minutes pour s’exporter vers un fichier gcode.

J’ai trouvé l’idée originale et la proposition finale assez hypnotique. La génération procédurale en impression 3D est assez fascinante, car elle permet de trouver des solutions auxquelles personne n’aurait pensé. Et, comme le dit Will, en impression 3D, « la complexité est gratuite ».

Certaines productions 3D emploient également des générations topologiques pour proposer des designs équilibrés entre résistance et quantité de matériaux employés. J’ai toujours trouvé cela fascinant. Dans l’exemple ci-dessus, on peut voir une pièce optimisée par un processus topologique. Il s’agit de rendre le même service avec la même résistance mécanique, mais en optimisant le besoin de matière au maximum. C’est régulièrement utilisé pour créer des objets comme des étagères par exemple.

Il a fallu 8 mois de travail pour arriver à un modèle convenable et… 65 impressions pour établir celui-ci dans un format satisfaisant tel que celui que l’on peut voir dans la vidéo. Avec, comme toujours, ce côté organique qui fait autant penser au hasard qu’aux étranges constructions que proposent les insectes.

Plus d’infos sur la page de Will Morrison

Source : Hackaday

PS : Oui, je sais que Valve a annoncé une minimachine, je suis dessus !