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Le design organique et fusion 360

Design organique, Modélisation fusion 360

Le design organique place au centre de ses préoccupations l’interaction entre l’humain, la nature et l’objet.
Les différents styles de design organique ( art nouveau, art scandinave, biodesign … ) utilisent des courbes fluides, des surfaces courbes.

Design organique en aménagement intérieur : Exemple 1 et 2 et 3 et 4

A la base du design organique, les courbes et surfaces paramétriques

Les splines
Spline est un mot anglais qui désigne une latte en bois flexible qui était utilisée par les dessinateurs pour tracer des courbes passant par des points fixés, notamment dans la construction navale.

L’utilisation des splines en C.A.O

La première utilisation des courbes spline en C.A.O a été faite par M. Pierre Bezier en 1950, ingénieur chez Renault, il a mis au point des courbes avec des équations mathématiques pour permettre la conception de pièces automobiles par ordinateur et ensuite le pilotage des machines outils.

Il existait des courbes d’ajustement avant les travaux de M. Pierre Bezier mais celles ci changeaient d’aspect lors d’une rotation de repère, ce qui les rendait inutilisables en C.A.O
M. Bezier a ensuite créer sa propre entreprise et ses courbes qui portent son nom on été utilisés également dans l’industrie informatique notamment par Xerox, Apple Adobe puis Microsoft.
Presque au même moment des recherches étaient également effectuées sur les courbes paramétriques par Paul de Casteljau de Citroen et de M de Boor de Général Motors.

La forme des courbes de Bézier est contrôlée par les quelques points d’un polygone de contrôle.
Les modifications de la forme sont ainsi faciles et aisément reproductibles.

Une amélioration des courbes de Bézier, les NURBS
Les NURBS (Non-Uniform Rational Basis Splines) ont été mises au point dans les années 1970, elles permettent de contrôler la courbure des surfaces par une grille de points.

Les T-splines

Les T-splines sont la dernière amélioration dans le domaine des courbes et surfaces paramétriques, elles ont été inventées en 2003.
Le workspace “Sculpt” de Fusion 360 fonctionne avec des T-Spline, il maintien cependant une compatibilité avec la technologie précédente NURBS encore utilisée par de nombreux logiciels.

Dans les T-Splines, les points de contrôle peuvent être connecté à 4, 5, 6 ou plus autres points de contrôle.
La capacité à avoir des star points est une différence fondamentale entre les T-Splines et les surfaces NURBS

Pour la même complexité de surface les T-spline ont besoin de beaucoup moins de point de contrôle que les NURBS.
La Topology T-Spline est plus simple et procure un avantage pour les modifications et lissages des surfaces.

Il est possible de créer des surfaces plus complexes
avec des T-splines.

Avec les T-splines les formes complexes peuvent être obtenus grâce à la déformation d’une seule surface

 

Fusion 360

Le logiciel Fusion 360 permet de faire travailler ensemble avec le même logiciel, les concepteurs et les designers.
On passe facilement d’un workspace à l’autre ( MODEL, SCULPT, PATCH, ANIMATION, RENDER … )
Le résultat de la modélisation effectuée par les différents intervenants peut être envoyé directement dans le workspace “CAM” pour préparer la fabrication.

Les modules PATCH et SCULPT peuvent être utilisés pour réaliser des formes organiques grâce a la création de profils et surfaces courbes contrôlées par des splines et T-spline.

Modélisation paramétrique et directe :

La modélisation paramétrique permet de modéliser des volumes et des assemblages de pièces en fonction de paramètres qui peuvent être facilement modifiés ( dimensions, relations géométriques … ), ces paramètres correspondent aux dimensions et géométries fonctionnelles ( conditions pour que le mécanisme fonctionne ). La modélisation paramétrique est l’idéal pour la modélisation de mécanismes, de machines.

Le principe de la modélisation directe c’est faire de la sculpture en poussant et tirant des surfaces, ce qui permet une grande liberté de forme et une plus grande souplesse, possibilité de faire des modifications très rapidement sans contraintes. C’est le principe de modélisation idéal pour les designers, les artistes.

Fusion 360 permet avec un même logiciel de modéliser de manière paramétrique et directe et de passer d’un mode à l’autre facilement.

Passage des surfaces T-splines aux volumes dans fusion 360

L’utilisation des T-spline se fait dans le workspace “Sculpt” cela reste du surfacique.
Pour avoir un volume il faut que toutes les surfaces soient fermées.

Fermer et délimiter des surfaces se fait dans le workspace “Patch”

Le processus habituel de conception d’un volume organique c’est :
1 – la création d’une surfaces dans le workspace “Sculpt
2 – la fermeture ou la délimitation des surfaces sculptées grâce à l’ajout de surfaces pilotés par des courbes dans “Path
3 – l’ajout des volumes fonctionnels dans “Model

Si vous utilisez des primitives T-splines dont toutes les surfaces sont déjà fermées ( Box, Sphere, Torus, Quadball ) et qu’il n’y a pas besoin de couper certaines partie avec des surfaces courbes
vous pouvez passer directement du workspace “Sculpt” au workspace “Model”

Il est possible également de créer un volume ou plusieurs volumes dans “model” et d’ajouter ensuite une partie organique, une poignée par exemple

Si vous savez créer dans le module “Sculp” c’est bien, si vous savez passer de “Sculpt” à “Patch” et vice versa pour créer vos volumes c’est très bien.
Si vous savez passer dans n’importe quel sens de “Sculpt” à “Patch” et “Model” c’est l’idéal

Les règles à respecter pour la création des surfaces T-spline

Combien de ring et loop à mettre pour une surface ?

Vous pouvez créer un nombre arbitraire de loop au départ pour vos surfaces, il est préférable d’en mettre moins que nécessaire, il est plus facile d’en ajouter par la suite à certains endroits plutôt que d’en effacer à tous les endroits ou il y en a trop.
Ensuite vous ajoutez des rings la ou des changements de direction de courbures doivent se faire ou bien la ou la courbure doit être plus précise.

Par exemple sur le coté de la poignée de cette théière des rings ont été ajouté pour permettre de modeler par la suite les changements de courbure.

Plus les loops et rings sont nombreux à certains endroits plus le rayon de courbure pourra être petit.

Lorsqu’il y a trop de loop et ring, les points de contrôle se multiplie et l’ensemble de la courbure devient difficilement contrôlable.
Il faut donc ajouter les points de contrôle juste ou cela est nécessaire, pour les autres mettre seulement le minimum.

A voir sur le web

Les possibilités de design organique avec Fusion 360, démonstration du studio CUD en Allemagne

https://www.youtube.com/watch?v=JYfnFVyy49A
https://www.youtube.com/watch?v=kqRvBMatPkE

Astuces du module sculpt de Fusion 360 par Grant Holmberg-Baugher
Visitez sa chaîne Youtube https://www.youtube.com/channel/UCQzhvJXvmMvNRCLbI0IElxg

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