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 Programmer son artillerie !

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msr42
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Localisation : Vincennes
Navire préféré : Vaisseau de 74

MessageSujet: Programmer son artillerie !   Mar 15 Mai 2018, 23:47

Bonjour à tous,


J'ouvre ce sujet pour présenter un test un peu particulier démarré il y a deux mois : l'utilisation de programmation informatique pour générer
des pièces pour modèle naval: le sujet de ces tests est la batterie d'un vaisseau de 74 canons (vers 1780) selon les documents publiés par les éditions Ancre, notamment les travaux de Jean Boudriot et les réimpressions des dessins du fondeur Maritz.

Le point de départ de tout cela remonte à 1995 où je me suis lancé dans de premiers montages pour évaluer ma capacité à monter un modèle de vaisseau au 1/48e. A l'époque, je me suis attaché à construire d'abord un autre modèle plus "simple" (la Jacinthe non gréée) pour me faire la main, et quelques "pièces détachées" d'un vaisseau de 74, dont un canon de 36£. La coque de Jacinthe était assez satisfaisante à mon goût de débutant, mais la pièce de 36£ m'a démontré le caractère peu réaliste de mon projet (manque de temps, trop faible maitrise).


En effet, un seul affut de ma pièce de 36£ au 48e a nécessité la fabrication d'une 40taine de pièces : 12 pièces en poirier (essieux, flasques, sole, roulettes, entretoise) et une trentaine de pièces en métal pour représenter les ferrures. le prototype a survécu (les susbandes et leurs pièces de fixation, ainsi que quelques écrous ont toutefois disparus depuis).


Voici ce prototype avec sa poussière millésimée:




Spoiler :
>en arrière plan, l'affut en poirier surmonté d'un tube en métal tourné (acheté à l'époque auprès d'un vendeur Américain. 22 ans plus
tard, Le vendeur est toujours en activité : www.thedromedary.com , et la référence semble toujours présente :"brass-cannon-barrel 65mm" !!!).
> Au premier plan, son équivalent protoype imprimé en 3D, sur lequel je reviendrai. La gravure sur le tourillon droit indique une pièce fondue aux
forges de RUELLE en Charente (RV).




La batterie complète de mon 74 aurait donc requis près de 3000 pièces, ce qui m'a vite découragé de faire autre chose que quelques pièces d'essai de charpente. Travail, déménagements (la Jacinthe a été fortement endommagée en traversant l'Atlantique, un comble) et enfants m'ont ensuite
éloigné complètement du modélisme naval.

23 ans après, J'essaie de m'y remettre, mais ne disposant plus de place pour un atelier de modélisme digne de ce nom (la joie des appartements en région parisienne), je m'intéresse à une version moins encombrante du vaisseau de 74: un modèle en plastique Heller au 1/150e tiré d'une boite du Glorieux achetée en vide-grenier. N'ayant pas l'habitude d'une si petite échelle, je me fais la main avec un modèle simple : la Tartane (vendue par Heller désormais sous le nom de Corsair),

Tartane en chantier : Le pont attend sa mise en peinture


Ces maquettes Heller sont presque aussi vieilles que moi, autant dire qu'elles accusent le coup. L'artillerie de la Tartane (4 pièces de 4£) m'a paru a refaire complètement, mais voilà : avec mes gros doigts qui ont la bougeotte et ma vue qui baisse, impossible d'arriver à quelques choses de décent.

J'ai cherché une solution commune à ces deux problèmes d'artillerie miniature en pensant recourir à l'impression 3D : l'idée était la suivante :
quelques jours pour modéliser les pièces d'artillerie, le recours à un "FABLAB" pour imprimer en 3D les pièces à différentes échelles, quelques ajustements après l'impression d'échantillons, et le tour est joué : j'en imprime autant que nécessaire avec l'unique effort de modélisation initiale, et l'imprimante se charge du caractère microscopique des détails au 1/150e.

Evidemment, rien ne s'est passé comme imaginé (l'optismisme béat du néophyte complet), mais néanmois au moment où j'écris ce premier post, j'ai pu avancer jusqu'à de premiers échantillons.  Ce qui m'encourage à vous présenter ces travaux et recueillir vos commentaires et conseils sur les techniques employées -certains d'entre vous ont surement déjà une bonne pratique de l'impression 3D- et sur l'objet de mes travaux : l'artillerie de marine du 18e siècle.

> A gauche, la pièce de 4£ circa 1810 version Heller "sortie de grappe", l'absence de sole et de coins de mire la transforme en pièce de DCA
> Au centre, une tentative peu reluisante pour repositionner les flasques, ajouter des coins/coussins de mire, refaire les roulettes avant qui sur un navire Méditerranéen à fort bougé sont d'un diamètre différent des roulettes arrière. Le résultat est très grossier malgré le temps passé et l'énervement avec de si petites pièces :-( ,
> A droite, spoiler : une grappe de deux pièces de 8£ circa 1780 imprimée en 3D.



Sur ce gros plan des affuts de 8£, on voit que les pitons à oeillet sont bien imprimés, de même que le coussin et le coin de mire (on aperçoit
même le manche du coin de mire). La principale difficulté pour visualiser ces détails et le caractère translucide du plastique utilisé pour
l'impression.

Dans un prochain post : comment concevoir une pièce en 3D quand on ne maitrise aucune interface utiliseur de logiciel complexe de modélisation ?
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Pierre66
Aspirant
Aspirant
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Localisation : Perpignan
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MessageSujet: Re: Programmer son artillerie !   Mer 16 Mai 2018, 11:56

Du bel ouvrage !
Pour les conseils d'impression 3D, voir Bruno (Bgire). Wink

_________________
Amicalement,
Pierre
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L'ancien
Amiral de la flotte honoraire
Amiral de la flotte honoraire
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Localisation : Près du Bourget...mais chetimi de LILLE
Navire préféré : Bounty

MessageSujet: Re: Programmer son artillerie !   Mer 16 Mai 2018, 15:46

Le bonjour te va,       
oh la vache (expression familière) il y a un sacré boulot sur cette table.   
C'est magnifique !

_________________
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ours_blanc
Quartier-maître de deuxième classe
Quartier-maître de deuxième classe
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Localisation : Région parisienne

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MessageSujet: Re: Programmer son artillerie !   Jeu 17 Mai 2018, 14:24

Bonjour Msr42,

Superbe introduction ! La suite semble vraiment prometteuse ! Et cela donne bien des idées pour une utilisation d'imprimante 3D, en effet.
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msr42
Nouvel Embarqué
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Localisation : Vincennes
Navire préféré : Vaisseau de 74

MessageSujet: Re: Programmer son artillerie !   Sam 19 Mai 2018, 00:23

Merci pour vos commentaires,
@Pierre66 : merci pour le conseil, j'ai parcouru les posts de Bgire sur l'impression 3D et la stabilité des résines avec beaucoup d'intérêt, heureusement que je ne les ai vu avant de démarrer des tests, je crois que j'aurai fui honteusement !

Suite de mes tests avec les questions liées au choix de l'outil de modélisation :

Le point de départ de la conception 3D pour les nuls (c'est mon niveau de départ) est de choisir un logiciel de modélisation. J'ai exclu d'emblée  les logiciels payants, dont la plupart sont inabordables pour un particulier (hormis parfois les professionnels de l'enseignement). D'après mes  consultations sur le net, les logiciels qui paraissent les plus pertinents sont 3DSMAX, Maya ou Sketch-UP.
Dans le logiciel gratuit, j'ai trouvé :
- une version réduite de Sketch-up en mode "édition en ligne" qui m'a un peu découragé par son interface utilisateur (notamment pour saisir des  dimensions précises). Il s'agit de ma perception personnelle et d'autres seront surement plus à l'aise que moi avec ce logiciel (inversement, on  trouve sur le net des exemples sortis de sketch-up très impressionnants),
- Blender, très complet, orienté pour la production d'animation 3D. Ceux qui veulent voir ce que ce logiciel open source peut produire peuvent  regarder les vidéos suivantes (célèbres dans la communauté Blender):
https://www.youtube.com/watch?v=YE7VzlLtp-4
https://www.youtube.com/watch?v=mN0zPOpADL4
Je vous concède que la transformation d'écureuil en cerf-volant est un peu éloignée du modélisme naval, mais cela montre à quel point Blender est  puissant.
Par contre, l'interface utilisateurs m'a paru complexe à maîtriser. J'ai laissé de côté la pratique des tutos blender, mais pour le coup ce n'est que partie  remise,
- Freecad : UI complexe également, mais j'ai utilisé pour quelques fonctions simples (je reviendrai sur cette utilisation dans un post  ultérieur),
- 123Design (utilisé par Bgire), que je n'ai pas essayé (découvert après mes tests),
- etc
Finalement, j'ai retenu pour mes tests le logiciel opensource "OPENSCAD". Maitriser son interface graphique est très simple : il n'y en a pas !
On peut le télécharger là
http://www.openscad.org/

Openscad se présente sous la forme
- d'un éditeur de texte où l'on saisit du code informatique,
- d'un écran de visualisation qui permet de contrôler les objets produits (aucune interaction autre que changer les angles de vue),
- d'une "console" qui sert à la mise au point des programmes.



Openscad est bien adapté pour la préparation d'objet à imprimer, et inversement n'est pas pertinent pour faire de la "belle" imagerie 3D (par  exemple appliquer des textures pour qu'à l'écran, l'affut donne l'impression d'être en bois et le canon en métal noirci). Pas d'animation non  plus.
Comment cela fonctionne-t-il ?  Le principe est le suivant :
On édite des instructions décrivant des objets de base (cube, cylindre, sphere etc), des opérations unitaires sur ces  objets (translation pour le  positionner dans l'espace, rotation etc) ou des opérations sur plusieurs objets : les ajouter (par exemple les empiler) ou les soustraire  ("enlever" de la matière à un premier objet à partir de la forme d'un deuxième).
Ensuite on "compile" ces programmes et on visualise le résultat dans la vue 3D.
Cela peut paraitre ésotérique, aussi l'exemple présenté dans la photo précédente illustrera mieux le principe.

Une fois le code saisi dans l'éditeur, on peut voir le résultat de deux manières :
-une vue "aperçu", assez succincte, et peu à l'aise avec les "retraits de matières". Cette vue (touche F5 dans openscad) permet un calcul rapide  des objets complexes,
-une vue "rendu", plus précise mais beaucoup plus longue à calculer sur des objets "lourds" : un affut complet avec une bonne précision des  parties circulaires peut prendre 1 à 2 heures. Cette vue (F6) ne supporte pas la couleur...
Openscad propose aussi des codes pour "forcer" une visualisation, c'est utile pour la mise au point (ne voir qu'un élément, le proposer en translucide pour mieux voir d'autres objets etc)
J'ai passé quelques heures à m'entrainer sur des formes simples avec l'aide de la documentation en ligne (très claire)  et des forums d'utilisateurs. La communauté openscad est assez active et on trouve aussi des tutos en français.
Fort de ces tests, j'ai assez vite Very Happy démarré les premiers travaux de modélisation avec une version simplifiée de flasque :

Cet objet est obtenu avec la structure suivante (systématique dans mes fichiers) :
difference ()
{
    union ()
    {
    objet A1;
    objet A2;
    objet A3;
    ...
    }
    objet R1;
    objet R2;
    ...
}

Les objets A1 à A.. sont "ajoutés" les uns aux autres (ajout de matière en impression 3D) par l'instruction "union".
Les objets R... sont "soustraits" de l'ensemble précédent par l'instruction "différence"
Cette version simplifiée de flasque (affut pour pièce de 18£) comporte dans la liste des objets ajoutés :
- 5 pavés (instructions cube),
- 1 cylindre (la partie arrondie sur le haut du flasque),

et dans la liste des retraits
- 1 cylindre pour creuser le cintre en bas du flasque (il faut faire un peu de trigonométrie pour calculer la position de son centre !)
- 1 cylindre pour percer le trou de brague,
- 1 cylindre+un cube pour percer le logement du tourillon du canon (le livre de Mr Boudriot indique que le centre de la partie circulaire de ce  logement est abaissé d'un tiers du rayon du tourillon, ce qui explique le recours à un  "cube" pour compléter le percement).
Je peux publier le code exemple, si cela intéresse l'un de vous.




Une fois les instructions de base maitrisées, le plus long est de relever les dimensions précisément. Je n'ai pas trouvé de bonne méthode pour  faire digérer un "scan" de plan à un logiciel de modélisation, et j'ai donc fait les relevés sur le plan à la règle ou au pied à coulisse ! Par contre la saisie dans openscad va très vite car elle se fait directement dans un fichier (on ne doit pas ouvrir de boite de propriété d'un  objet par exemple).
Pour conclure ces considérations sur la programmation sous OPENSCAD (j'espère que ce n'est pas trop abstrait), je vous présente quelques photos d'un flasque complet avec ses ferrures, en mode aperçu, puis en mode rendu :




La version simplifiée représente 80 lignes de code, la version complexe avec toutes les ferrures environ 1500 lignes réparties sur plusieurs fichiers. Heureusement, on peut créer des modules génériques pour créer des objets réutilisables (exemples : les pitons à oeillets, chevilles et clou etc).

Un dernier exemple sur le même modèle de fichier ajout/retrait : les pièces du chassis :


A suivre...
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