Modèles Cristallins

27/01/2023

Aujourd'hui, nous voyons avec le professeur ce qu'il souhaite pour le projet. Nous devons réaliser cinq sets d'entrainements et cinq sets de corrections. Pour cela , nous allons principalement utiliser l'impression 3D que ce soit avec de l'acide polyactique (PLA) ou de la résine. Les deux nécessitent des fichiers au format stl.

Nous sommes partis sur des modèles de 6cmx6cm. Nous avons commencé par visualiser avec Vesta certains minéraux pour découvrir leur structure. Nous avons alors remarqué que nous pouvions faire les fichiers stl à partir de Vesta.  Cependant, il n'était pas possible de faire les axes de symétries.

Dans un premier temps, nous allons recréer les mailles primitives à l'aide d'Openscad pour réaliser une base de données utilisable par les étudiants où ils pourront modifier les paramètres de mailles à leur guise. Une fois la base de donnée constituée, nous pourrons ajouter les éléments de symétries sur les mailles. Nous partirons sur des gravures pour représenter les éléments de symétries. 

Pour la semaine prochaine, il serait bien que nous testions les impressions 3D et le flocage. C'est une technique qui nous permettrait de rajouter les éléments de symétries sur les polygones.  

03/02/2023  

Camille a réalisé un code pour que les élèves de M. Chassé puissent retrouver les systèmes cristallins. Ce code est censé marcher pour tous les systèmes. C'est à dire qu'en rentrant les paramètres a, b, c, alpha, bêta et gamma, le logiciel Openscad sera capable de recréer la maille voulue. 

Pendant ce temps, Alexandre a imprimé les premiers modèles en PLA et a codé le système monoclinique avec ses éléments de symétries afin de savoir comment cela pourrait rendre (prise en main, poids, taille). Openscad a permis de fabriquer les fichiers stl mais il a fallu ensuite les rentrer dans IdeaMaker pour les rendre compatibles avec les imprimantes du Fablab, organiser le plateau, la qualité d'impression et éventuellement agrandir ou rétrécir les modèles.

Les imprimantes PLA se situent dans l'espace prototypage.

Première impression en PLA : deux systèmes monocliniques

07/03/2023 

Nous avons lancé les impressions des systèmes quadratiques, monocliniques et orthorhombiques avec des éléments de symétries. Il était compliqué, juste avec Openscad, de bien ajuster les tailles des axes ou des miroirs par rapport à celle de la maille. Cette impression était un test pour savoir à quel point les éléments doivent être gros. 

08/02/2023 

Lorsque les modèles à imprimer deviennent complexes, il est parfois nécessaire d'utiliser des supports pour stabiliser la structure et donner un sol sur lequel l'imprimante peut construire sa réalisation. Les impressions de la semaine dernière ont raté vraisemblablement à cause de la mauvaise gestion des supports. Soit ils n'y en avaient pas assez, soit ils étaient trop fins.

Echec de l'impression de quatre modèles : deux quadratiques et deux orthorhombiques

Seuls les monocliniques ont été épargnés. Cependant les axes sont minuscules, ce qui les rend extrêmement fragiles et les miroirs font brouillons. De plus, il y a une erreur dans le codage de ces monocliniques. En effet, ils n'ont pas été définis à partir des paramètres a, b, c, alpha, bêta et gamma mais à partir de coordonnées dont certaines erronées. 

Premières impressions avec axes de symétries 

10/02/2023

Nous avons relancé des impressions PLA des systèmes monoclinique (avec les bonnes dimensions cette fois-ci), quadratique et orthorhombique. Nous avons allongé et grossi les axes. Sur les impressions ci-dessous, plusieurs choses peuvent être remarquées. Déjà, le monoclinique est un test de représentation inversée. Au lieu de faire ressortir les axes, nous les avons creusés et au lieu de graver le miroir, nous l'avons fait ressortir. Cette visualisation ne sera pas gardée.

Ensuite, pour les deux autres modèles, la forme des axes varie. En effet, celle-ci est codifiée et correspond à la valeur de l'axe. S'il permet de faire 2 rotations, il sera ovale, un triangle, 4 un carré et 6 un hexagone. Enfin, il manque quelques plans miroirs sur le quadratique.

Rendez-vous et bilan de l'avancée du projet 

Nous nous sommes alors entretenus avec M. Chassé. La taille de ces modèles lui convenait. En outre, nous pouvions voir sur le monoclinique les traces d'un marqueur pour tableau qu'il a effectué. Notre professeur souhaitait que ses étudiants puissent dessiner sur les futurs modèles d'entrainements puis effacer. Pour cette raison, les impressions finales d'entrainements seront blanches pour mieux voir l'encre. Par ailleurs, les premières impressions ont été conçues en exagérant les proportions de manière à être le plus explicite possible. Elles ne sont pas, pour cette raison, représentatives de la réalité. M. Chassé nous a demandé de caler les paramètres des modèles sur les dimensions de certains minéraux existant pour éviter les erreurs de représentation et de proportion. Il nous a précisé ensuite de faire attention à la longueur des axes. M. Labrousse a approuvé cette idée en ajoutant que des axes longs seraient fragiles. 

A présent, il existe deux versions des programmes Openscad pour les étudiants afin qu'ils puissent visualiser les modèles en ligne. 

Programme n°1 : 

Programme n°2 : 

Nous repartons donc aujourd'hui avec beaucoup d'objectifs : 

• vérifier s'il est possible d'effacer le marqueur des impressions PLA comme résine,
• tester l'éthanol pour savoir s'il endommage les impressions car ce solvant permet d'enlever les marqueurs,
• faire des impressions résines,
• essayer avec M. Théry la lisseuse, un instrument chauffant pour lisser nos productions,
• regarder si avec la découpeuse vinyle, coller des stickers afin d'écrire sur les modèles est envisageable,
• voir si nous pouvons, à l'aide de la découpeuse à eau, recouvrir nos productions de plexiglas,
• terminer toutes les corrections. Actuellement, il nous manque les systèmes rhomboédrique, cubique et hexagonale.

Par ailleurs, il est envisagé, sous réserve que nous terminions rapidement, de reproduire des mailles de minéraux existants, de coder les modèles avec les motifs (atomes ou molécules) dedans. 

12/02/2023

Les systèmes classiques sont tous terminés pour les modèles simples (voir Systèmes cristallins classiques) et une partie des modèles avec axes aussi. (voir Systèmes cristallins avec symétries). Nous avons testé la lisseuse. Elle a déformé notre modèle. A la place, M. Théry nous a proposé d'utiliser la découpeuse vinyle pour coller un papier Velleda sur nos impressions en PLA afin d'avoir les formes parfaites. Cela nécessiterait l'utilisation du logiciel Inkscape pour avoir le chemin vectoriel. Il faut juste vérifier les dimensions du film pour savoir s'il est compatible avec la découpeuse. Nous pourrions également tester de lisser la surface avec du sable chauffé puisque le fer chauffé déforme notre structure. Enfin, plusieurs personnes nous ont conseillés de faire un trou universel dans les modèles puis de laisser les étudiants trouver quels axes correspondent à quelles cavités. Mais nous n'avons pas gardé cette proposition pour plusieurs raisons. D'abord, souvent les axes s'entrecroisent au centre de la maille. Pour éviter qu'ils ne se gênent, il aurait fallu les raccourcir de façon précise. Mais le principal problème rencontré concerne le maintien des axes au sein de la structure. Nous aurions dû créer un système de clefs et de serrures pour éviter que les axes ne tombent en manipulant le modèle. 

17/02/2023

Lorsqu'un minéral est trouvé dans la réalité, sa forme ne correspond pas forcément à sa maille primitive. Il a pu être découpé selon des plans bien précis. On parle alors de troncature. Ci-dessous, il s'agit de la réalisation de troncatures pour le système cubique. 

Essai de troncature du système cubique (cubo-octaédre) :

Essai de troncature du système cubique avec symétries (cubo-octaédre):

Au sein de la faculté, les impressions résine dépendent du Fablab de biologie/chimie. Il a fallu se rendre au Fablab biologie à l'atrium pour demander des informations sur l'imprimante résine mais il était fermé. Camille est allée faire un tour au Fablab chimie pour savoir s'il était possible de lancer une impression résine du système cubique avec axes de symétries. Cependant, le responsable du Fablab de chimie, a expliqué que les impressions doivent être lancées le jeudi. La résine est un fluide qui se polymérise sous l'effet des UV. Il faut stopper manuellement la réaction pour éviter des dégâts sur les produits. Si les impressions étaient lancées les vendredis soirs, au retour du week-end, elles seraient abimées ainsi que le matériel.

Camille enverra un mail ce week-end à Simon Lanis afin de convenir d'une date. Egalement, il serait bien d'écrire sur des échantillons de résine afin de savoir si nous pouvons effacer le marqueur. Comme les BIC Velleda sont les plus compliqués à enlever, nous allons faire nos essais de dessins avec. 

L'impression du système cubique en haute résolution avec une coque très fine et un remplissage de 15% a pu être lancée. Il s'agit de la première impression haute résolution effectuée. Si au toucher elles sont plus lisses et visuellement plus jolies, la durée d'impression est beaucoup plus longue. Nous pourrons ainsi disposer d'un aperçu du rendu "final" que pourrait donner les systèmes. En principe, l'impression devrait être terminée ce week-end. 

En parallèle, nous nous sommes rendu compte que les programmes servant à recréer les mailles ne fonctionnaient pas pour le système rhomboédrique. En effet, en comparant la taille des diagonales des faces, elles étaient toutes différentes. Or, le rhomboèdre est composé de 6 losanges identiques. Il fallait donc recoder ce système complètement puis ajouter les axes dessus. Cela signifiait également un disfonctionnement des programmes les rendant inaptes à l'enseignement.  Il s'agissait du seul système nous faisant défaut. 

Dans un second temps, il nous faudra résoudre les problèmes de surface des pièces, elles doivent être les plus lisses possibles pour éviter l'absorption de l'encre au sein des porosités. La résine pourrait être une solution. En effet, si le film Velleda ne tient pas ou bien s'il est abîmé par les étudiants, le projet ne sera pas viable sur le long terme.

Les axes de symétries sont définitivement trop fragiles. Au moindre choc, chute, transport dans une poche, ils se cassent. Il faut trouver un meilleur rapport entre longueur/épaisseur des axes pour les préserver au maximum. Des axes plus petits mais plus larges semblent être adaptés.  

Dans un troisième temps, nous pourrions créer deux boites avec la découpeuse laser ou un autre appareil pour ranger proprement tous les systèmes.

24/02/2023 

L'impression du cube a partiellement fonctionné. Les axes situés sur la face inférieure n'ont pas été correctement imprimés.  En outre, elle souffre aussi d'un défaut puisqu'elle n'est pas lisse. Cela est dû au socle trop épais, difficile à retirer. En temps normal, les structures supports partent relativement facilement. Cependant, ici, il a fallu utiliser un cutter à ultrasons pour les couper puis limer le surplus de matière de la face postérieure. Pour les prochains essais, il serait bien d'utiliser des supports plus conséquents et plus larges que la face du cube.  Le reste du modèle est parfaitement imprimé, la surface est beaucoup mieux aboutie que les autres modèles et les axes plus petits devraient mieux résister.

Résultat de l'impression avec la meilleure résolution : 

Photos de la face ratée avant et après limage :

Cutter à Ultrasons : 

Réalisation d'essais de traces aux marqueurs sur des échantillons en résine :

Lorsque nous recevons pour la première fois les échantillons en résine, il nous est apparu que certains marqueurs pouvaient être effacés. Les marqueurs bleus et verts semblent être adaptés à notre projet puisqu'effaçables même après une heure d'attente. Ainsi, l'utilisation de résine translucide semble être une des solutions répondant aux critères de M.Chassé. 

Pour la semaine prochaine, nous devons continuer à chercher les axes et plans miroirs du système rhomboédrique. En effet, il n'est toujours pas codé de façon correcte.  

Par ailleurs, la boîte de fin de projet pourrait être construite à la découpeuse laser. Des crans sur les côtés de celle-ci serviraient à l'assemblage de chacune de ses faces. Enfin, l'intérieur comporterait de la mousse afin de préserver les impressions. 

10/03/2023

Le code du système rhomboédrique a enfin été trouvé. Depuis plusieurs semaines, nous étions bloqués sur son automatisation au sein d'Openscad. Pour des valeurs de paramètres conformes à la définition du rhomboèdre (a=b=c, alpha=bêta=gamma), les losanges obtenus différaient les uns des autres. Nous nous en sommes rendu compte grâce aux axes. Il était impossible de les baser sur nos paramètres. Il fallait tout le temps tâtonner au cas par cas là où pour les autres systèmes tout est automatique. Cela nous a pris 3 semaines pour comprendre comment définir les longueurs de ce polyèdre. Par ailleurs, comme ce système ne marchait pas dans les codes d'amusement des futurs étudiants à cause de la complexité des coordonnées, il est plus que probable que les codes ne marchent pas non plus pour le système triclinique. Il dispose de trop de translations interdépendantes les unes des autres pour être aussi simple à coder. Si nous disposons d'un peu de temps à la fin, il pourrait être intéressant de trouver comment le créer dans Openscad. 

Après avoir testé plein de variantes différentes, c'est finalement via la résolution d'un système à deux inconnus que les translations ont été trouvées. C'est en effet le passage de la structure 2D en 3D qui posait problème. D'une part le triangle rectangle entre la translation en x, la longueur a (hypoténuse) et la hauteur mais également via les coordonnées du vecteur BE, et BD dont on a comparé les normes. 

Schémas de la solution

//variable
a=6.36;
alpha=46.6;

//définition des translations

ralpha=alpha*3.14/180;
x=a*cos(alpha/2);
y=a*sin(alpha/2);
x1=(y)^2;
x2=(x)^2;
x3=2*x;
tx=(a^2-3*x1+x2)/x3;
tz=sqrt(a^2-tx^2);

//polyèdre
A=[0     ,0  ,0  ];
B=[x     ,y  ,0  ];
C=[2*x   ,0  ,0  ];
D=[x     ,-y ,0  ];
E=[tx    ,0  ,tz ];
F=[tx+x  ,y  ,tz ];
G=[2*x+tx,0  , tz];
H=[tx+x  ,-y , tz];
points=[
A,
B,
C,
D,
E,
F,
G,
H];
face=[[0,1,2,3],//sol
      [4,5,1,0],//au dessusi
      [7,6,5,4],//derrière
      [5,6,2,1],//droite
      [6,7,3,2],//gauche
      [7,4,0,3]];//devant

//vérification
polyhedron(points,face);
v1=B-E;// B et E
v2=H-F;// F et H
v3=A-F;
v4=A-C;
nv1=norm(v1);
nv2=norm(v2);
nv3=norm(v3);
nv4=norm(v4);
echo(nv1,"norme de v1");
echo(nv2,"norme de v2");
echo(nv3,"norme de v3");
echo(nv4,"norme de v4");
echo (tx,tz);

Code pour le rhomboèdre

Il est à noter que ce code marche également pour le cube si les angles sont égaux à 90°, c'est pour cela que dans la définition du rhomboèdre, les angles doivent être différents de 90°. 

17/03/2023 

Nous avons continué la pose des axes de symétries sur le rhomboèdre. En parallèle, trois nouveaux modèles en PLA  ont été imprimés afin de les recouvrir de papier film Velleda. La commande que nous avions passé, est arrivée la semaine dernière. Enfin, le cube a été projeté afin de tester sa résistance. Certains éléments de symétries ont été cassés. Leur durée de vie est donc le principal souci pour les modèles de corrections.

22/03/2023 : 

Une impression résine a été lancée pour les systèmes suivants : 
- cubique classique 
- quadratique classique 
- orthorhombique classique
- monocline classique 
- triclinique classique 
- hexagonal classique
- cubique corrigé 
- quadratique corrigé
- orthorhombique corrigé 

Il était initialement prévu d'imprimer le rhomboédrique classique. Cependant, le fichier slt ne se chargeait pas sur le logiciel de visualisation Chitubox. L'utilisation de l'imprimante en résine est plus technique et plus coûteuse que celles utilisant le PLA. De plus, le bac doit être rempli de façon précise avant l'impression pour éviter d'être en manque de résine pendant la fabrication des modèles. Ici il fallait 62ml.

Les systèmes ont été fabriqués simultanément à l'aide d'une seule imprimante en résine grise. Ils font environ 2cm de long. C'est plus petit que les autres impressions mais cela a permis de tous les avoir rapidement. Nous pourrions les avoir en blancs, noirs ou transparents. Ce serait bien d'essayer ces couleurs afin de les comparer.

24/03/2023: 

L'impression des modèles en résine a duré 2 heures. Elle n'a pas fonctionné pour les polygones dans la partie gauche du récipient contenant la résine. Néanmoins, la définition des objets est bien plus fine qu'avec l'impression à filament.

Ainsi les systèmes imprimés à ce jour sont : 
- système cubique classique 
- système cubique corrigé
- système monoclinique classique 
- système orthorhombique corrigé 
- système hexagonal classique 

Photos des premières impressions en résine

Etapes de traitement pour l'impression résine : 
- Enlever à l'aide d'une spatule en plastique les supports collés aux films,
- Décrocher les systèmes des supports,
- Transvaser le restant de résine dans le conteneur à résine à l'aide d'un filtre pour permettre de filtrer les morceaux,
- Gratter à l'aide d'une spatule en plastique les morceaux solides encore accrochés aux films,
- Nettoyer à l'aide d'un papier le bac,
- Laver à l'aide d'un papier et d'un solvant (propanol) le bac de résine, 
- Plonger entre 5 et 15 minutes les pièces dans un grand volume de solvant afin d'enlever la résine liquide résiduelle,
- Sortir les pièces du solvant et les laisser sécher sous la hotte,
- Rincer à l'eau et au savon les spatules, l'entonnoir, le filtre et le support où étaient suspendues les impressions, 
- Exposer ces dernières aux ultraviolets naturels ou synthétiques pour durcir les pièces.

24/03/2023

Après avoir récupéré les impressions en résine, nous avons écrit dessus avec un feutre Velleda vert pour savoir si elles étaient effaçables. La réponse est "non". Pourtant au toucher, les surfaces paraissaient lisses. Avec M. Labrousse, nous avons regardé au microscope électronique le trait de Velleda sur le cube en résine. Grâce à celui-ci, nous avons vu des sillons droits apparaître au sein de la surface (grossissement x40). Elle est donc poreuse. L'encre reste dans les parties creuses du cube (grossissement x1000). Le microscope possède l'option topographie. Nous en avons donc profité pour réaliser la topographie de l'échantillon. Il n'était pas lisse à cause de sa porosité et possède un relief. Nous pourrions éventuellement tester l'acétone ou l'éthanol pour regarder si l'encre aurait pu disparaitre sans abîmer l'échantillon

En revanche, il semblerait que les impressions en résine sont plus résistantes que les impressions en PLA. Nous pourrions faire les modèles correctifs en résine afin de conserver les axes qui restent trop fragiles. 

Grossissements du cube x40 et x1000

Topographie d'une surface du cube

L'image supérieure droite montre la coupe sur la surface du cube pour un grossissement x1000. Celle en haut à gauche présente une carte de la surface analysée en fonction de la hauteur. Le bleu vaut 0 micromètre et le rouge 18.  Enfin, la courbe en bas est la topographie de la surface pour un grossissement x1000. 

Dans un second temps, après avoir reçu le film Velleda, nous avons pu tester la découpeuse vinyle afin de recouvrir les modèles d'exercices.                                                                                                                                                                

Les trois impressions en PLA noir de la semaine dernière ont été recouverts de papier Velleda. Sur le logiciel Graphtec Studio, il est possible soit de reproduire les faces des modèles soit de créer un patron. Ici, le cube est recouvert d'un patron exactement aux bonnes dimensions. Le patron du monoclinique est légèrement plus grand afin de prendre en compte les déformations dues au pliage. Le rhomboèdre est recouvert par 6 losanges.                                                                                                                        Les patrons semblent plus adaptés que le collage face par face. Notamment parce que l'une des faces du rhomboèdre  a été perdue. D'ailleurs, exagérer les proportions du patron n'est pas une bonne idée. En effet, les pliages sont disgracieux, il faut découper ce qui dépasse, ce qui n'est pas évident. Même le cutter à ultrasons n'est pas pratique pour cette besogne. Il fait fondre le film et légèrement le PLA.  Ces modèles résistent bien mieux aux chutes depuis un bureau ou plus haut. Par ailleurs, comme le film Velleda est conçu pour être utilisé avec des marqueurs, il n'y a aucun problème pour effacer les écritures. Cependant, le papier film Velleda se colle mal sur le PLA. L'usage de colle est obligatoire pour une utilisation pérenne des modèles.  Il semblerait que la Loctite 406 adhère mieux sur le plastique. Comme nous souhaitons réaliser 5 sets de 7 pièces, cela va prendre du temps de recouvrir l'intégralité de nos systèmes.  De plus, il existe déjà des modèles d'entrainements similaires. Ils sont beaucoup plus gros mais il n'y a qu'un seul set. Ici, plusieurs groupes pourront s'exercer simultanément. 

Cette solution semble être la plus adaptée pour notre projet mais nous en discuterons avec M. Chassé lors de notre prochaine entrevue pour savoir si cela lui convient. Si tel est le cas, alors nous utiliserons du PLA blanc pour les modèles afin de masquer au maximum les imperfections de collage. 

Photo des trois modèles recouverts de film Velleda, le cube a des arêtes de 3cm

31/03/2023

Aujourd'hui, nous avons rencontré M.Chassé pour faire le point sur l'avancée du projet. Après avoir discuté avec lui, nous avons décidé de faire les systèmes recouverts de Velleda pour les modèles d'exercices. A l'inverse, les modèles de corrections seront réalisés en résine. Nous espérons ainsi qu'ils seront plus résistants que les modèles en PLA.                                         

A cette fin, nous avons définis des dimensions précises basées sur celles de minéraux pour chaque système pour qu'ils soient facilement reproductibles en cas de perte, de casse ou de vol (fichiers stl et fichiers stl de correction). Pour éviter au maximum des soucis d'impressions, nous voulions utiliser deux imprimantes pour imprimer les 35 modèles (7*5). Cependant, une des imprimantes n'a pas marché donc il n'y en aura que la moitié pour le moment.             

Si nous parvenons à terminer rapidement, nous allons ensuite réaliser une boite afin de protéger des chocs, pertes mais également de préserver la colle.

08/04/2023

Nous avons eu un problème d'impression sur les 16 modèles lancés la semaines dernière. 7 ont été imprimés mais seulement 3 ou 4 sont exploitables, les autres ont trop de défauts pour être recouverts de film. De ce fait, les impressions seront lancées petit à petit les unes après les autres, ce qui nécessitera un temps considérable.                                                                     

La découpeuse vinyle aussi a été compliquée à utiliser. Il a fallu demander pour la réalisation des trois tests des semaines précédentes, l'ordinateur d'une personne ayant déjà réussi à la faire fonctionner. D'autre part, comme elle est précise au mm et les impressions à + ou - 0.4 mm, il faudra voir comment cela impacte le recouvrement des modèles.  Par ailleurs, la quantité de film nécessaire pour la bonne réalisation du projet semble plus conséquente que prévu. 

En ce qui concerne la colle,  le cube et le rhomboèdre ont été enduits de cette dernière puis malmenés pendant 7 jours. Au terme de la semaine, aucun décollement n'était repérable. 

12/04/2023

Les modèles d'entrainements sont tous soit en cours d'impression soit terminés. Il faudra juste les recouvrir. La découpeuse vinyle ne fonctionne pas. Le logiciel conçu pour communiquer entre la découpeuse et un ordinateur est Graphtec Studio. Cependant, il est impossible de faire communiquer un pc avec la découpeuse. Que ce soit celui d'Alexandre, les ordinateurs portables du Fablab ou bien la tour installée spécialement pour la découpeuse. Pourtant celle-ci fonctionne. Après avoir testé plusieurs logiciels, il semble compliqué d'identifier la source du problème. C'est embêtant puisque la découpeuse impacte directement le bon déroulement de notre projet. 

14/04/2023

Une impression en résine a été réalisée jeudi pour les modèles cristallins avec axes et plans miroirs aux bonnes dimensions. De ce fait, leur volume est plus conséquent. En outre, les axes ont été épaissis et leurs longueurs raccourcies afin de limiter la casse sur le long terme. 
Malheureusement, nous avons minimisé le volume de résine nécessaire à l'impression. De ce fait, les modèles ont été partiellement imprimés. Pour pallier à cette erreur, un nouveau rendez-vous est fixé à la semaine prochaine. 

Photo de l'échec d'impression en résine

La pose des éléments de symétries sur le système rhomboédrique est terminée. C'était le seul manquant. 

D'autre part, tous les modèles d'exercices sont imprimés. Il y a au final 7 sets de 7 pièces. 

Photo de toutes les impressions d'entrainements

Avec Pierre, nous avons discuté des différentes possibilités pour la fabrication de la boite, sous réserve que nous disposions de temps :  
- boite en bois avec couvercle de plexiglass pour voir correctement les modèles,
- mousse prédécoupée reprenant la forme des impressions, 
- noms des modèles gravés sur le plexiglass.

Enfin, comme la semaine dernière, la découpeuse vinyle refuse toujours de fonctionner. Nous allons devoir envisager de faire toutes les découpes à la main. Il va falloir remédier à ce problème au plus tard la semaine prochaine afin de commencer la pose du Velleda. 

Suite à un nouveau rendez-vous au Fablab Chimie, les systèmes cristallins ont été imprimés en résine blanche. Contrairement au premier modèle, nous avons épaissi les axes et accentué les encoches des plans miroirs. Cependant, les modèles ne sont pas parfaits. En effet, on observe des modifications de l'état de surface. Les faces ne sont pas parfaitement tabulaire dus à différents facteurs. Tout d'abord, l'imprimante repose sur une table de laboratoire dans un endroit de passage. Ainsi, les vibrations suscitées par l'environnement ont pu être enregistrées sur certaines couches. De plus, les modèles étant denses (car ils sont pleins), il aurait fallu augmenter la densité des supports pour éviter un affaissement de la matière du à la gravité. Aussi, on peut remarquer des marques de supports à certains endroits des figures. Pour palier à ces imperfections, nous pourrions essayer d'imprimer les modèles sous une hôte qui a la particularité d'absorber les vibrations que subit l'imprimante. Ou sinon, placer l'imprimante sous un tapis de mousse pour limiter les secousses. Concernant les supports, il faudrait trouver le bon compromis entre des supports peu denses qui ne laisseraient aucune trace sur les modèles et des supports denses qui permettraient un meilleur maintien.

Les modèles ci-dessous ont été placés 2h après impression sur le rebord d'une fenêtre pour qu'ils continuent de se solidifier à l'UV.  

Modèles avec éléments de symétries imprimés à la résine

Visualisation des modèles cristallins sur Chitubox 

19/05/2023 

Comme les examens sont presque tous terminés, nous avons eu le temps de travailler sur le code permettant de recréer chacune des mailles.

En réalité, il s'agit du code de la maille triclinique. Comme c'est elle qui dispose du plus de liberté sur ses paramètres. La modéliser rend obsolète les autres code dont celui du rhomboèdre car nous pouvons tous les concevoir en ajoutant des contraintes sur la maille triclinique.  

Cependant, ce code ne marche pas pour toutes les valeurs d'angles. La difficulté rencontrée pour recréer une maille provient des translations en x,y et z (tx,ty et tz) entre la face inférieure et la face supérieure. Openscad utilise huit sommets pour déduire les faces. En définissant 4 sommets pour la face inférieure et 4 pour la supérieure, cela revient à dupliquer la face inférieure avec une translation identique en x,y et z pour les 4 points supérieurs. Dans le code, comme A possède pour coordonnées (0,0,0), le point E à pour coordonnées les translations. Après avoir définit les trois équations pour les trois inconnus, il suffit de les résoudre. Cependant, tz  n'admet pas de solutions pour certaines valeurs. Si, dans le code (voir IV f.) , il vaut : 

sqrt(c^2+a^2-2*a*c*cos(180-beta)-ty^2-(a+tx)^2)

La solution la plus simple de tz est :

tz= sqrt(c^2-ty^2-tx^2);

(Les deux expressions sont équivalentes et donnent le même résultat mais dans la recherche de la suppression de la racine pour tz, nous avons tenté de trouver d'autres solutions.)

Or ty et tx dépendent des angles bêta et alpha. Quand ceux-ci deviennent trop extrêmes (par exemple: 90;10;10) , le résultat de la soustraction devient négatif ce qui empêche la résolution de l'équation. 

Pour pallier à ça, nous avons pensé à mettre en valeur absolue la racine mais cela créer une déformation de la maille. Comme les nombres complexes n'existent pas non plus sur Openscad, nous avons opté pour un message d'erreur quand la maille ne serait pas construisible. 

Système Cubique :

Système Orthorhombique : 

Système Quadratique : 

Système Rhomboédrique : 

Système Hexagonal : 

Système Monoclinique : 

Système Triclinique : 

Système Cubique :

Système Orthorhombique : 

Système Quadratique

Système hexagonal

Système rhomboédrique : 

Système monoclinique : 

Système Triclinique : 

cubique_dim_fluorite.stl

hexagonal_dim_corindon.stl

monoclinique_dim_chlorite.stl

orthorhombique_dim_andalousite.stl

quadratique_dim_braunite.stl

rhombo_dim_calcite_v2.stl

triclinique V2.stl

exercice_hexagonal_2_2_3.scad

exercice_monoclinique_2.5_3_3.5_70.scad

exercice_orthorombique_3,5_3_2,5.scad

exercice_quadratique_3_3_2,5.scad

exercice_triclinique_2.5_3_3.5_80_60_70.scad

exercice_cubique_3_3_3.scad

exercice_rhomboèdrique_3_60.scad

monoclinique_correction.stl

Symétrie_orthorhombique_correction .stl

tiers_d'hexagonal_correction.stl

hexagonal_correction.stl

Symétrie_quadratique_correction .stl

Symétrie_cubique_correction.stl

Rhombohédrique_correction.stl

rhomboèdrique + triclinique + quadratique + monoclinique qui marchent.gstudio

orthorombique.gstudio 

cube.gstudio 

hexagonale.gstudio