Journal Tutoriel 3D - 2D découpe au laser, le retour du tux

Posté par . Licence CC by-sa
90
20
juin
2018

Sommaire

Tranche de pingouin

Chose promise, cause perdue. Voici comment transformer un modèle 3D en tranches de bois pour découpe laser. Et en bonus, mon essai initial de découpe en création originale.

Les outils que j’ai utilisé sont blender et inkscape, et ce juste parce que je les connaissais et donc plus facile pour expérimenter.

Note aux amateurs de freecad, j’ai commencé à regarder comment ça marche, au cas où ce serait plus simple avec, si jamais je trouve une idée et le courage de refaire un tuto, ça me fera un zeugma.

Au début était le cube

Ouvrir un nouveau fichier dans blender et mettre la scène en métrique, car sinon les mesures ne sont pas fixées par taille réelle. Notez que à chaque étape du tuto on aura des soucis de conversion de dimensions, donc en fait… mais bon faut pas en profiter pour être négligent.

où trouver le changement metrique

Retirer le cube et ajouter le Tux à la scène. Vous pouvez le trouver ainsi que toutes les licences à Tuuuuuuux

  • Faire face au tux (1 au pavé num)
  • Mettre la vue iso (5 au pavé num)
  • sélectionner le tux
  • passer en editor mode (tab)
  • Sélectionner le dessous des pattes (B) qui est rond
  • Niveler (SZ0)
  • sélectionner les deux centres des pattes, (S) Snap cursor to selected
  • rebasculer en object mode (tab) , transform origine to 3d cursor (object/transform)

Maintenant, le tux est calé pour avoir le plancher des pattes en comme origine, à la verticale du pseudo centre de gravité que nous venons de choisir.

mettre la bête en Z 0.

Il est gros vot manchot ?

Il nous faut choisir une taille, suffisamment grosse pour que ce soit cool, et pas trop gros pour limiter le prix. Comme l’objet c’est aussi tester une bonne quantité d’épaisseurs pour voir comment ajuster la taille théorique d’une planche par rapport à sa taille réelle (il reste du vide, la colle ça épaissit, les planches sont pas forcément pile à la taille).

Une planche 2mm chez sculpteo (chez qui je teste la découpe laser) fait 94cm*59cm, il faut aussi essayer de rester dans une seule planche avec tous les morceaux. Le tux est presque aussi large que haut, du coup on cherche une approximation de cube découpé en tranches et étalé fait la même surface en gardant un peu de marge. ça fait 55 tranches, donc une hauteur de 116.875mm

Et si on l’écartelait ?

Il nous faut séparer les pattes du corps du tux (ce sont des objets distincts dans le modèle de base en fait et elles s’interconnectent :

Tux pattes interconnectées

Il faut les réunir par booléen union au corps pour avoir un seul objet avec un intérieur/extérieur propre.

tux vue pattes melees

On peut maintenant appliquer une subdivision sur le tux CTRL+3, parce que le tux aime la douceur, et pas que celle angevine.
c'est mieux avec les pattes creuses, c'est comme les heures à l'edf

Lui sculpter des yeux plus sympa, parce que même si tout le monde ne veut pas l’avouer, pour avoir l’air cool faut quand même avoir un peu l’air con.

tux sculptation des yeux (ou sculptage selon les régions)

la même en couleur

Mais quand est-ce qu’on coupe ?

Patience, il faut regarder un peu avant de couper. Placer un plan plus grand que le tux au sol, genre 20cmx20cm et lui appliquer un booléen d’intersection avec le tux. Et regarder en bougeant le plan sur Z comment seront les tranches.

On voit deux endroits à problème, les ailes et la queue qui auront des tranches avec plus que un morceau, ce qui est plus complexe à coller.

par ex les ailes :

ailes dissociées

Ce sera lourd à coller ensuite, on peut mais pourquoi…

autant relier les ailes au tronc le plus légèrement possible, avec un lien de 1mm de large.

idem au niveau de la queue :

queue perdue

J’ajoute un bloc en union au niveau de la queue, le plus ajusté possible par un booléen union.

jointure queue

Cela vous permettra de facilement coller, il sera toujours possible de le limer après collage.

Il faut bien nettoyer le résultat de l’union à l’intérieur du tux, ne pas laisser de cloisons internes, c’est à dire éviter d’avoir des plan à l’intérieur des plans :

retirer les morceaux à l’intérieur des autres

Finir de nettoyer en retirant les doublons de vertices, boucher les trous, assurer les normales pour que ce soit clair ce qui est à l’intérieur et à l’extérieur.

Et si on l’empalait ?

Pensons au support central qui va nous permettre de facilement positionner et coller les tranches de tux, il va être en trapèze et ressembler à ça au niveau d’une tranche :

plan des tranches

Le choix de la découpe sera donc toujours du côté le plus grand, en bas. Donc notre référence pour le positionnement des plans de découpe doit être la face basse de chaque tranche.

Replaçons le plan à 0.01mm en Z (pour éviter le chevauchement parfait des surface avec les pattes Z=0), pensez à remettre tous les éléments avec scale=1 (Ctrl+A scale and rotation) pour la suite.

Faire une array de 50 plans en Z espacés de 2.125mm, faire le booléen intersection avec le tux. Lors de la réalisation de mon bureau réel avec des tux, j’ai constaté que l’empilage de x tranches de 2mm n’a pas un résultat de x*2mm, mais avec l’air restant et la colle environ 2.125. Je vais affiner avec ce tux cette estimation mais déjà on part de 2.125mm par tranche.

On voit les tranches et on voit des petits problèmes

problème de tranche

Une tranche qui manque en haut et le cul qui a une mini tranche en bas.

Diminuer le overlap thresold du booléen pour que le problème du haut disparaisse :

option thresold

Remonter le point du bas du tux pour supprimer le second problème et non, ce n'est pas lui mettre un doigt dans le cul car ça ne doit pas rentrer :

trou du cul de tux

Nickel !

bonnes tranches

Simulons une épaisseur des tranches pour avoir un aperçu du résultat réel, ajoutons au plan un modifier solidify 2mm avec l’offfet à +1 (vers le haut) pour suivre le plan d’avoir la face basse comme référence :

simul résultat final

Le résultat est conforme, retirez le solidify, il ne doit pas interférer avec l’étape de création du lien central.

On l’empale plus ?

Mais si, mais si. En fait ce n’est pas obligatoire, mais ça facilite le positionnement des étages, et on peut aussi le garde sans le coller. Le lien central doit avoir une forme de trapèze et être parfaitement vertical, car pour l’instant sculpteo ne fait pas de découpe oblique.

Il doit faire une épaisseur égale à celle du bois. Pour mon exemple je suis resté sur mon approximation (2.125mm) mais normalement il faut prendre 2mm et ajuster avec l’épaisseur du kerf qui est la taille du laser laissant un vide de découpe autour du trait de coupe. En pratique lors de mon premier essai j’ai eu des soucis d’épaisseur et j’ai du poncer mon trapèze. Du coup comme ce n’est pas nécessaire d’ajuster. Je surestime cette fois-ci la taille du trapèze.

trapeze

Il faut ajuster sa position pour qu’il traverse tout le tux, coup de chance c’est possible sur ce modèle en plaçant la traverse au centre de la dernière tranche du tux. Mais sinon on l’aurait simplement fait avec deux trapèzes sur deux hauteurs.

Ajustez la taille en X et la hauteur de la partie haute pour faire joli, elle va dépasser un peu et même arrondir sa tête (note postérieure en pratique le trapèze sera toujours trop court, il faut juger les tranches encore un peu plus grand que 2.125mm).

tete de tux

En dessous ajuster aussi la taille en X pour donner un beau trapèze

mise en trapeze

On voit que c’est moche au niveau du pied

tux chaplin

On va donc remodeler un peu le trapèze pour qu’il soit plus joli à cet endroit.

remodelage du pied

aspect final

Parlons peu, parlons kerf

Le kerf c’est la partie du bois éliminée par le laser, en pratique la découpe est plus petite que le plan car le laser à une taille non ponctuelle. la découpe de la traverse dans les tranches sera donc un peu plus grande que prévu, et la traverse découpée plus court aussi que prévu.

Dans ce modèle, on peut ignorer le kerf et accepter les différences, elles seront minimes et les pièces collées seront bien ajustées.

appliquons donc le booléen différence entre le plan des tranches et la traverse

Le résultat est difficile à voir mais en vue fil de fer c’est visible

vue fil de fer du tux trapeziste

C’est la lutte finale

On peut passer à la phase finale, on réalise les “modifier” sur les planches, puis on aplati le trapèze en retirant les vertices d’un côté.

En mode éditeur, on sépare toutes les tranches (P+loose parts en mode édition) et on les étale dans le bon ordre en vue du dessus. Attention, les numéros générés lors de la réalisation de l’array ne sont pas forcément dans l’ordre de Z…

Pour ne pas me planter, je me met dans une vue adaptée et je bouge une par une les tranches avec des gx0.1 … Je vérifie bien que tout est dans l’ordre puis je met tout le monde à plat (sélectionner tout A puis SZ0)

Nous allons avoir des soucis de conversion de taille entre blender puis Inkscape puis sculpteo… on commence par poser un étalon dans blender, un plan au sol de 1cm sur 90cm

90cm etalon

Le petit oiseau va sortir

Enfin presque, il faut encore à faire la photo !

Il existe une option de rendering qui génère du svg.

Mettons la caméra au dessus en mode orthographique, d’abord une résolution 100% sur un ratio approximatif de mon rectangle incluant tout.

100 pourcent

puis placer la caméra assez bien au dessus de la scène et changez les paramètres :

ortho

L’échelle orthographique est ce qui correspond au zoom, ajustez la valeur pour que tout rentre au plus juste

Tout doit rentrer dans la fenêtre de rendering :

serrez les rangs

Maintenant depuis les user pref, activez le svg freestyle exporter :

options rendering

Et activez les deux options freestyle et svg export depuis les options rendering

option rendering activee

Pressez F12, une image svg sera générée dans le répertoire indiqué dans output nommé 0001.svg,

Ouvrez le dans Inkscape, dégroupez et sélectionnez l’étalon. mettez lui une épaisseur de contour à 0 pour ne pas fausser la taille et regardez sa taille. Dans mon cas je tombe sur 35.719cm.

Je vais donc changer la résolution de l’image pour ajuster la taille d’un facteur de 90/35.719=2.52

Je change dans blender le render pour :

retailler

Re F12 et vérification.

Mon étalon fait maintenant 1cm sur 90.01cm.

aller, on essaie avec un pixel de moins en Y :), on tombe sur 89.987. C’est moins bon, retour en arrière.

Maintenant que l’on a les bonnes tailles dans Inkscape, il faut nettoyer. Parce que le freestyle a introduit des pixels de temps en temps.

Je prends donc chaque découpe pour la repositionner au mieux et aussi supprimer les traces.

points artefacts

Pour m’aider et aussi servir d’étalon entre Inkscape et sculpteo je place un cadre dans une autre couleur qui délimite ma sélection, 53.5cm de large sur 75cm de haut.

Et je fais tout rentrer dedans.

Je vérifie chaque pièce pour assurer qu’il n’y a pas de défaut, et j’assure les contours à 1px et mon cadre avec une couleur différente

C’est prêt.

planche à découper

Pour ceux qui sont plus observateurs que moi, vous verrez que j’ai oublié de grouper une fente dans une tranche. Moi je vais le voir au montage plus tard…

TuxOlaser

J’upload chez sculpteo.

Deux couleurs sont détectées, l"une correspond au noir et l’autre au rouge du cadre. Les mesures n’ont pas été conservées, je ne sais pas pourquoi… mais mon cadre me permet de choisir un ajustement de taille à 26.5% qui me redonne les bonnes dimensions.

Je peux alors désactiver le cadre rouge dans sculpteo (style 2 sur aucun et voila !

prêt à couper.

Livraison comprise il vous en coûtera 53.33€.

Pour info, les tux du bureau ont coûté moins cher, ils étaient en une seule livraison et un peu plus petits, 72€ les 3.

Déboitage du tux et montage

Je hais les video de unboxing, et me voilà moi même à déboiter…

Bon, puisqu’il faut :

la boite est bien protégée

boite

et la planche dans la mousse

planche entourée de mousse

Les pièces sont tenues par du scotch, il faudra faire attention en retirant le scotch de ne pas casser les pièces fragiles.

scotch sur les pieces

Je numérote mes pièces avant de défaire, c’est moins cher que de faire des numéros au laser.

sans scotch à numéroter

Ensuite on empile jusqu’à la fameuse pièce 33 qu’il faudra redécouper.

debut d'empilage

piece 33

redecoupe de la 33

piece 33 empilee

Tadaaaa

Entrer une description pour l'image ici

A propos de licences

J’ai fouillé pour trouver les licences attachées au modèle de base, les voici :

https://opengameart.org/content/tux

https://opengameart.org/sites/default/files/license_images/gpl.png

http://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.html

https://opengameart.org/sites/default/files/license_images/cc-by.png

http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/

Les fichiers

Voila les fichiers sources blender et le inkscape (piece 33 corrigée)

fichier blender

fichier svg

  • # Bravo et merci !

    Posté par . Évalué à 8 (+7/-0).

    Super journal/article, merci d'avoir partager ça !

    Alors juste pour info, je pense que dans un FabLab équipé d'une découpeuse laser le coût de la découpe est réduit par rapport à au prix indiqué ici.
    Au FabLab de Pau(64) on est à 5€ pour 10 min de travail de la machine. Et à vue de nez, je pense qu'il lui faut entre 10 et 20 min de découpe pour venir à bout des pièces qui composent ce Tux.
    Enfin ça dépend de la matière, en plexy par exemple, ce Tux serait sans doute très classe mais le temps de travail de la machine serait certainement entre 40 et 50 minutes.

    Chez nous il faut ajouter 20€ pour la formation à l'utilisation de la machine, formation qu'on ne suit qu'une fois bien sur.

    @+

    • [^] # Re: Bravo et merci !

      Posté par . Évalué à 4 (+3/-0).

      Je viens de découvrir l'existence du FabLap de Pau, qui plus est, à 50m de chez ma copine :)
      Il va falloir aller faire un tour, merci.

      • [^] # Re: Bravo et merci !

        Posté par . Évalué à 4 (+3/-0).

        Il y a deux FabLab dans l'agglo de Pau : un qui est à Billères "FabLab Pau" et nous qui sommes le "MIPS-Lab".
        Mais attention ! On est fermé pour le moment, on a pris le plafond sur la tronche à cause des intempéries de la semaine dernière ! (les machines vont bien !)
        FabLab Pau n'ont pas de découpeuse laser, nous on en a une…nananère !

        Notre site : https://www.mips-lab.net/

        Je posterai un journal pour annoncer la ré-ouverture et faire connaître notre FabLab sur DLFP.

        À bientôt !

        • [^] # Re: Bravo et merci !

          Posté par . Évalué à 10 (+12/-0).

          FabLab Pau n'ont pas de découpeuse laser, nous on en a une…nananère !

          D'un autre côté, eux ils ont un plafond. C'est pas mal non plus.

          Ça, ce sont les sources. Le mouton que tu veux est dedans.

        • [^] # Re: Bravo et merci !

          Posté par . Évalué à 5 (+4/-0).

          Au fait, j'aurais un oscilloscope (sans les sondes) dont je n'ai pas l'utilité ; sensément, il fonctionne mais à vérifier.
          Seriez-vous intéressés ?

          • [^] # Re: Bravo et merci !

            Posté par . Évalué à 2 (+1/-0).

            Ha oui super, merci beaucoup ! On en a déjà un mais un second ça nous ferai bien plaisir.
            Tu peux envoyer un mail à contact AT mips-lab.net en nous rappelant le sujet, on te répondra rapidement pour voir avec toi quand et où se rencontrer.

            Merci ! :)

    • [^] # Re: Bravo et merci !

      Posté par . Évalué à 3 (+2/-0).

      oui, j'étais à l'étranger et donc c'était pratique avec eux, surtout pour la 3D parce qu'ils ont plein de matériaux et donc on a accès à des moyens qu'on peut pas avoir facilement.
      Mais pour la découpe je dois me trouver un fablab plus proche.

      Dites, vous savez couper au laser en biais ?
      On pourrait faire des trucs super si c'est possible.

      • [^] # Re: Bravo et merci !

        Posté par . Évalué à 3 (+2/-0).

        Nope, on a pas cette possibilité, on ne découpe pas en biais avec notre machine.
        Effectivement se serait une option intéressante.

        Je n'ai pas la possibilité de trop en parler mais, en 2019, on aura peut être l'opportunité d'ajouter des machines a notre bazard actuel, dont une découpeuse laser plus grande et plus complète que notre actuel Epilog Helix, on en profitera pour regarder si cette option de découpe en biais existe.

        Là encore, si ça se produit, je posterai un journal sur DLFP, on a pas assez communiqué sur DLFP…

      • [^] # Re: Bravo et merci !

        Posté par (page perso) . Évalué à 10 (+11/-0).

        Dites, vous savez couper au laser en biais ?

        La découpe en biais complexifie énormément la programmation. Tu passes d'une programmation 3 axes à minimum 5 axes car tu dois piloter en dynamique la tête pour l'orienter progressivement toujours dans la bonne direction.

        Ça paraît à peine plus compliqué, mais c'est très nettement plus complexe. Les éléments de base qui complexifie les choses :

        • si tu coupes en biais, l'épaisseur de coupe varie (donc la puissance, la vitesse de coupe, ou les deux)
        • si tu positionnes ta tête de coupe en biais, tu dois approcher la tête de la matière car la distance de la tête doit rester la même par rapport à la matière
        • le décalage (offset) de la tête varie également en fonction de l'orientation de ta tête. Concrètement, si tu decoupes un rectangle de 30mm par 20mm, la tête va parcourir un rectangle de 30,2mm par 20,2mm pour prendre en compte le trait de coupe. Couplé au reste ça donne des parcours outil extrêmement plus complexes.
        • sur des coupes en biais, les zones de sécurité deviennent différentes, parce que le parcours outil + son orientation donnent une zone balayable beaucoup plus vaste, sans parler des réflexions optiques qui sont «simples» en cas de coupe droite.

        Pour faire des coupes en biais, on passe d'un robot 5 axes avec projection 2D (l'axe Z est juste là pour «approcher» la tôle) à un robot 5 axes pour une pièce finie en vrai 3D (la forme n'est cairement pas la même selon le niveau dans la tôle), c'est vraiment pas la même chose…

        Ça se fait : http://www.laser53.com/nos-prestations/decoupe-laser-5-axes/

        Pas les mêmes machines, pas les mêmes logiciels, pas le même travail de préparation… probablement pas du tout les même tarifs…

        (Note : j'ai bossé chez Alma, la boîte qui développe le logiciel de FAO utilisé par laser53 pour la découpe 3D)

        • [^] # Re: Bravo et merci !

          Posté par . Évalué à 2 (+1/-0).

          baah, on va pas se laisser démoraliser par un monde qui veut pas de nous quand même ?
          En tout cas, c'est pas le travail qui va nous arrêter.

          • [^] # Re: Bravo et merci !

            Posté par (page perso) . Évalué à 4 (+2/-0).

            Je dis pas qu'il faut pas le faire, hein ! Je pense que c'est super intéressant de résoudre ce genre de problèmes (tout comme ce que tu fais et présentes dans ces 2 très bons journaux ) ; je partageais juste les retours que j'ai pu avoir lorsque j'avais échangé avec les dev de l'équipe R&D qui bossaient sur le sujet et notamment sur les calculs de parcours outil.

            • [^] # Re: Bravo et merci !

              Posté par . Évalué à 1 (+0/-0).

              Oui, parce que j'imagine qu'il faut changer d'outil pour la découpe en biais, inkscape ne va plus suffire.
              Déjà ici c'est imparfait la conversion 3D/2D…

  • # Un très bon tuto et encore un truc que l'on peut faire avec Bleder :D

    Posté par . Évalué à 2 (+1/-0). Dernière modification le 20/06/18 à 15:45.

    C'est un tuto clair qui permet de bien comprendre le fonctionnement pour une decoupeuse laser.

    Je me demandais où peut on acheter ce type de découpeuse, car je n'ai pas de fablab à proximité?

    Si tu as d'autres experiences avec Blender partage les :P

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