Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Cette machine personnalisée imprime d'incroyables sculptures en céramique

Ma recherche explore des méthodes non conventionnelles de création de caractères en trois dimensions avec des matériaux et des techniques propres à la définition des caractères, tels que la céramique et l'impression 3D de bureau. Cette recherche porte sur le développement de la fabrication numérique et les pratiques typographiques non conventionnelles de la nouvelle ère numérique. J'ai créé un type de céramique tridimensionnel sous la forme d'une série d'explorations typographiques afin de contester et de rechercher un nouveau moyen de créer un type tangible dans un espace tridimensionnel.

Je suis un graphiste et un fabricant qui aime le type 3D. De nombreux professionnels de la conception graphique et des concepteurs de caractères ont travaillé exclusivement dans l’espace 2D pour créer des caractères. Cette pratique a influencé la "boîte de verre" qui limite la création de type dans le contraste élevé entre le type et l'arrière-plan. Toutefois, les lettres de type 3D, par opposition au type imprimé sur du papier, ne reposent pas sur l’espace statique d’une page. Ces lettres acquièrent ainsi de nouvelles caractéristiques telles que la texture, la structure, le volume et même l’interactivité.

En tant que pratique artistique et typographique, le type 3D est convergent puisque expression artistique, technique de construction et matérialité ont chacune un rôle à jouer dans la création de lettres dans un espace tridimensionnel. Cette nouvelle technologie fournirait de bons outils pour la pratique typographique non conventionnelle. J'aime partager ce que j'ai appris de ma pratique créative.

Construire mon propre outil

En 2014, j'ai fabriqué des pièces en céramique fabriquées à la main afin de créer des types modulaires - j'ai fabriqué des moules en plâtre et moulé pièce par pièce. Depuis l'été 2015, je m'intéresse également à la possibilité de combiner la typographie, la céramique et l'impression 3D comme moyen alternatif d'utiliser des fonctions de haute technologie. L’impression 3D de bureau a particulièrement attiré mon attention, car elle ne nécessite ni l’espace ni l’équipement d’un studio d’argile. Je peux créer des conceptions modulaires plus complexes et plus variées avec le nouvel outil. Grâce à l’imprimante 3D de type delta et à une extrudeuse à vis sans fin auto-construites, je suis en mesure d’imprimer des objets en céramique de petite et moyenne dimensions imprimés en 3D jusqu’à 300 mm de hauteur et 300 mm de diamètre.

Mon imprimante 3D en céramique a été construite à partir d'une imprimante 3D de style delta. À l'été 2015, j'ai acheté un kit d'imprimante 3D DIY. Je joue avec les imprimantes 3D de type delta open source pour comprendre ce que je peux faire avec ce nouvel outil et cette nouvelle technologie. Il existe plusieurs types d'imprimantes 3D et RepRap est l'un des célèbres projets open source. Les imprimantes RepRap sont capables de produire ses propres pièces - pas toutes, mais d'imprimer certaines pièces - et de les rendre reproductibles. Parce que beaucoup peuvent construire leurs propres machines RepRap à faible coût, elles constituent l’une des imprimantes 3D les plus abordables pour les concepteurs, artistes et décideurs.

Pour moi, la caractéristique la plus excitante de ces imprimantes 3D DIY est que je peux construire mon propre outil et le personnaliser pour en faire quelque chose. Comme il n'y avait pas d'imprimante 3D capable d'imprimer de l'argile, je devais fabriquer ma propre imprimante. En termes simples, j'ai fabriqué mes propres outils pour fabriquer quelque chose que je n’étais pas capable de fabriquer de mes propres mains. Lorsque j'ai étudié la possibilité de créer une imprimante 3D en céramique bricolage, j'ai trouvé un article sur Make: et j'ai été vraiment impressionné. Bien que je n’ai pas utilisé la version de Jonathan, cela m’a aidé à comprendre comment faire, et je l’ai fait à ma façon.

Extrudeuse pneumatique d'argile

Après avoir construit et calibré ma première imprimante 3D de style Delta bricolage, j'ai créé ma propre extrudeuse d'argile. Au début, j'ai essayé d'utiliser des distributeurs de colle, mais ils ne pouvaient pas vraiment extruder bien l'argile. De plus, je ne pourrais pas utiliser un PSI plus élevé pour extruder de l’argile à cause de problèmes de sécurité. Finalement, j'ai fabriqué ma propre extrudeuse d'argile et mon propre conteneur avec un tuyau en PVC pouvant supporter un PSI plus élevé. La partie la plus délicate était de le rendre étanche à l’air et de supporter jusqu’à 80 PSI. Le tuyau indique qu'il peut résister à 330 PSI, mais je n'ai pas testé plus de 95 PSI.

remarque: le PVC n'est pas un matériau sûr pour la pression. S'il vous plaît d'autres matériaux tels que l'acier pour éviter les blessures possibles.

J'ai réalisé quelques prototypes en utilisant des tuyaux et des raccords en PVC et la 4ème version fonctionnait correctement sans aucune fuite. Bien que je fabrique une bonne extrudeuse d’argile, il n’était toujours pas facile d’imprimer de l’argile. Plusieurs impressions test étaient nécessaires pour trouver les configurations de découpage et de découpage correctes. Les premiers travaux étaient de simples formes géométriques et présentaient quelques problèmes, mais j'étais très enthousiaste à l'idée de créer de nouveaux objets en céramique.

Imprimante Delta de taille moyenne Au cours de l'été, j'ai fabriqué un nombre décent de prototypes et je voulais fabriquer une imprimante spécialisée pour l'argile. La prochaine étape du nouveau projet a été la création de ma propre imprimante 3D capable d’imprimer des objets en céramique de petite et moyenne échelle. Comme la première imprimante n’était pas capable d’imprimer de gros morceaux, j’ai voulu construire une version à l’échelle supérieure. Comme je l'ai mentionné, RepRap est capable de produire ses propres pièces, le rendant ainsi reproductible. Un jour, j'ai réalisé que mon imprimante 3D était capable de produire une nouvelle imprimante et je voulais fabriquer une version plus grande d'une imprimante 3D de style delta. Il y avait de nombreux problèmes techniques et mécaniques.

Pour fabriquer l'imprimante, j'ai imprimé des pièces à l'aide de mon imprimante 3D et commandé des pièces: arbres en acier, moteurs, commutateurs, Arduino, etc. Pour fabriquer les parties supérieure et inférieure, j'ai utilisé une feuille de MDF, mais je n'ai pas obtenu la précision souhaitée. sans CNC. Alors, j'ai essayé de trouver un espace avec un cutter au laser pour couper le plexiglas. Enfin, après avoir déménagé en Caroline du Nord pour un nouvel emploi, j'ai eu accès à une découpeuse au laser sur le campus de l'Université des Appalaches.

Bien que je possède toutes les pièces, j'ai eu du mal à faire fonctionner mon imprimante correctement pendant environ deux mois. Il y avait un problème d'étalonnage et je ne savais pas comment le réparer. Parce que je n'avais aucune idée du firmware pour Arduino et de la carte Ramp et que personne ne pouvait m'apprendre, j'ai cherché des informations sur Google pour apprendre à créer le bon firmware. J'ai testé plus de 40 firmwares différents. Ce fut un travail fastidieux de tester autant de configurations différentes, mais c’est ce pour quoi je suis bon. Le dimanche 25 octobre 2015, j'ai résolu le problème et mon imprimante a commencé à fonctionner correctement. J'ai testé le calibrage avec un stylo et du papier car il présente une gradation en fonction de la valeur Z subtile et vous permet de trouver le calibrage. Le premier mot que j'ai écrit avec mon imprimeur était «HI». Maintenant, je peux écrire des mots plus compliqués avec ma machine. J'ai fait une carte de vacances pour mes amis avec la machine.

J'ai étudié le design graphique pendant plus de 10 ans et je n'ai pas de diplôme en céramique ou en ingénierie. Bien que je connaisse un peu la céramique issue de cours au choix en art et quelques connaissances en codage, cela ne suffisait pas. En définitive, il m'a fallu du temps pour apprendre à construire moi-même ma propre imprimante 3D et mon extrudeuse d'argile. Cependant, je suis un fabricant d'origine naturelle et je suis doué pour les travaux fastidieux. Je commence par une idée ambitieuse et je suis disposé à faire face à des problèmes sans fin. J'ai créé un prototype avec une idée, testé le prototype, documenté le résultat et créé un autre prototype, à l'instar d'autres concepteurs qui attachent une grande importance à la puissance du processus de conception. Afin de résoudre les problèmes, je dois apprendre à faire et à documenter les progrès. J'apprends de chaque échec et succès.

L'argile est un matériau fascinant et sensible. Il était essentiel de trouver la bonne viscosité de l'argile. Il ne devrait pas être trop mou ou trop solide. Si l'argile est trop solide, il ne peut pas être extrudé en douceur. Et si elle est trop souple, elle risque davantage de s’effondrer lors de l’impression.

J'ai commencé avec de l'argile blanche à faible combustion, car elle contient moins de particules et est suffisamment souple pour être facilement extrudée. Puisque l'argile n'est normalement pas assez molle, il convient de la mélanger à de l'eau supplémentaire. Je dois ajouter un peu d’eau pour que ce soit doux, mais cela s’est effondré pendant l’impression.

Les premières impressions n'étaient pas complexes et étaient relativement faciles à imprimer. Cependant, les modèles 3D complexes ne sont pas faciles à imprimer en raison de la réduction. Ma solution temporaire au problème consistait à utiliser un pistolet thermique pour permettre à l'argile humide de sécher plus rapidement. Récemment, j’ai installé trois ventilateurs de 120 mm sur l’imprimante et l’air soufflé sur le lit d’impression. Ce n'est pas la solution ultime, mais ça aide.

J'ai quelques idées pour résoudre ce problème de manière plus efficace et je les testerai bientôt. Comme je ne peux pas utiliser de matériaux de support, je devais réfléchir à la façon de concevoir des structures auto-renforçantes sans supports.

Depuis que je peux réutiliser de l'argile non cuite, j'ai récupéré la plupart de mes erreurs d'impression. Cependant, j’apprécie les tirages réduits et les erreurs d’impression car ils laissent quelques commentaires sur les promesses de la fabrication numérique. Mes amis artistes adorent les tirages effondrés ou tombés. Donc, je ne récupère pas certaines erreurs d'impression intéressantes et parfois j'imprime quelque chose et le laisse tomber pour créer quelque chose de totalement nouveau - j'appelle collaboration avec la gravité.

Pour faire ma dernière sculpture typographique, j'avais l'intention de faire une mauvaise impression en désordre au bas et de bien imprimer progressivement les calques suivants. Bien que l'impression soit encore plus difficile que la normale, elle présente des textures intéressantes et je souhaite en jouer davantage. construire mon propre outil, une extrudeuse d'argile à tarière

À l'été 2016, je voulais fabriquer une nouvelle extrudeuse parce que je ne pouvais pas imprimer de formes plus complexes avec mon extrudeuse pneumatique d'argile. Selon mes recherches, quelques sociétés de distribution de colle et certaines personnes utilisent une vanne à vis sans fin pour contrôler l'extrusion de la pâte.

Encore une fois, j'ai profité de l'imprimante 3D pour créer mes propres outils. J'ai conçu des vis et un logement sur Rhino et les ai imprimés. Pendant plus de trois semaines, j'ai conçu et testé 56 vis différentes et 8 logements. Les vis et le boîtier sont imprimés avec du PLA. Comme il y avait une fuite sur l'extrudeuse, il me fallait plusieurs tests pour résoudre le problème. Mon extrudeuse à vis sans fin montre des résultats assez impressionnants. La combinaison de la tarière n ° 55 et du boîtier n ° 7 fonctionnait bien ensemble bien qu'il y ait quelques problèmes. Je prévois de le développer encore plus.

Impression et cuisson à l'argile et argile de métal précieux

J'ai imprimé différents corps en argile: argile blanche, grès, porcelaine et argile de métal précieux (cuivre). La plupart des corps d'argile sont très similaires s'ils ne contiennent pas de grog (matière particulaire). Cependant, ils ont des taux de retrait différents. C'est pourquoi vous devez tester le processus de mise à feu.

Après les impressions réussies, deux étapes de cuisson de base suivent; bisque et glaze tir. Lors de chaque cuisson, l'argile atteint certaines températures pour que les corps argileux deviennent matures en céramique. Différents corps d'argile doivent être cuits à différentes températures pour les faire mûrir, c'est-à-dire pour vitrifier l'argile. Le rétrécissement se produit au stade de la vitrification. Lorsque vous obtenez de l'argile provenant de fournitures de poterie, il vous indique quelle température vous devez utiliser - cela s'appelle un cône en céramique. Le nom dérivé du cône pyrométrique utilisé pour mesurer le travail thermique. Ces jours-ci, j'utilise de la porcelaine de milieu de gamme (cône 5-6. 2167 - 2232F)

L'impression d'argile de métaux précieux (ou PMC) est un projet collaboratif passionnant avec Marissa Saneholtz. L'argile métallique est constituée de très fines particules de métaux telles que le cuivre, le bronze et l'argent. Ces métaux se sont mélangés avec un liant et de l'eau pour en faire une argile. Puisqu'il peut être façonné comme de l'argile molle, il peut être utilisé pour la fabrication de bijoux et de petites sculptures. Ils sont relativement coûteux par rapport aux autres argiles et métaux. L'argile de cuivre est le matériau le plus cher que j'ai utilisé.

PMC nécessite un processus d'impression similaire, mais un peu différent. Comme avec d'autres corps d'argile, je mélange un morceau d'argile et de l'eau jusqu'à ce qu'il atteigne une certaine consistance. Comme il s’agit d’un matériau coûteux, je ne peux pas imprimer un gros morceau et j’essaie de ne pas le perdre. Après avoir imprimé l’impression, vous devez la sécher avant de la tirer. Une fois sec, l'argile est dure, ce qui facilite la finition. Cependant, cela pourrait être fragile et délicat selon la conception. L'argile peut être cuite de différentes façons, mais nous avons utilisé un four électrique pour allumer le PMC imprimé en 3D. Après avoir tiré, ils doivent être culbutés pour être polis. Pour plus de détails, voir ma page sur le processus ici.

Ce matériel nous a apporté différents défis. Le taux de retrait était supérieur à celui des autres argiles et elles présentaient parfois des fissures. Elle a transformé la pièce fissurée en une belle broche avec un objet en céramique imprimé en 3D. Nous avons trouvé le taux de retrait et produit de petits objets en cuivre imprimés en 3D. Ce n'est que le premier tour et nous prévoyons de l'explorer davantage.

Processus de l'argile d'impression 3D

Étape 01: Produisez un modèle 3D en utilisant la conception assistée par ordinateur (j'utilise Rhino).

Étape 02: convertissez le dessin DAO en fichier STereoLithography (STL).

Étape 03: Découpez le modèle 3D et créez le code G (j'utilise Repetier Host Mac).

Étape 04: Configurez la machine et chargez l’argile dans une extrudeuse d’argile.

Étape 05: Laissez l’imprimante 3D faire son travail. Le temps d'impression peut varier en fonction de la complexité et de la taille.

Étape 06: Retirez l’objet imprimé de la machine et laissez-le sécher complètement.

Étape 07: Pour la céramique, la cuisson de bisque et la cuisson de glaçure. (Le PMC a également besoin de processus de cuisson en deux étapes)

Logiciel

Je suis un graphiste et utilise des ordinateurs Mac depuis longtemps. J'utilise donc Rhinoceros 5 pour Mac pour concevoir les modèles 3D. Je n’utilise Rhino que depuis environ un an et il n’était pas facile de s’ajuster au logiciel de CAO 3D. À mesure que mes compétences en modélisation 3D s'améliorent, je peux concevoir des formes plus complexes. Lorsque je dois concevoir une forme organique, j'utilise également Sculptris. Sculptris est un logiciel intéressant pour la sculpture numérique. De plus, j'utilise Slic3r pour générer du g-code et l'hôte Repetier 1.0.1 pour Mac afin de contrôler l'imprimante 3D. Lorsque je dois concevoir un type 3D ou un dessin complexe, je conçois des formes dans Adobe Illustrator et importe le fichier dans Rhino. Lorsque j’ai besoin d’un scan 3D, j’utilise MS Kinect et Skanect pour scanner en 3D des personnages ou des objets.

Et après?

Je suis dans le monde universitaire et mon travail consiste à partager ce que j'ai appris de mes recherches. Je souhaite partager mon travail avec des créatifs à travers des conférences et des expositions.Mes étudiants seraient en mesure de suivre mon cours de méthode numérique qui couvre la conception 2D et 3D et la fabrication numérique. J'ai testé ce que je pouvais faire avec cette nouvelle technologie, je vais en fabriquer plus et en tester plus. Je prévois de demander des subventions de recherche pour construire une plus grande imprimante et une plus grande extrudeuse d’argile. Avec la nouvelle imprimante, je souhaite imprimer des sculptures typographiques 3D à taille humaine avec de l'argile ou du béton. De plus, j'espère partager prochainement de nouvelles explorations avec la nouvelle machine sur ce blog.

Merci pour la lecture. Je suis toujours à la recherche d'opportunités et de lieux pour montrer mes recherches. Veuillez me contacter si vous êtes intéressé par un atelier, une discussion d'artiste ou une exposition.

Vous pouvez voir mon dernier travail sur mon Instagram.

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