Impression 3D: la lithophanie

Puisque je suis en mode exploration et que je souhaite pouvoir partager mes connaissances à tous ceux qui s’intéressent de près ou de loin à la fabrication numérique, je me devais d’essayer de réaliser une lithophanie grâce à l’impression 3D.

Qu’est-ce que la lithophanie?

La lithophanie est un procédé qui consiste à former des dessins en transparence dues à des inégalités d’épaisseur, dans une matière opaque, comme certains verres ou de la porcelaine. Ce dessin ne peut être vu que grâce à une source de lumière provenant à l’arrière de l’objet. C’est grâce à ce jeu d’ombres et de lumières que l’image sculptée dans une matière translucide apparaît.

D’ailleurs, je me souviens que ma mère m’avait montré jadis des petites tasses en porcelaine dans lesquelles se trouvait au fond, l’image du visage d’une femme qu’on ne pouvait voir qu’à contre-jour. Une oeuvre artistique qui m’avait fasciné et qui me fascine toujours! En voici un exemple que j’a trouvé sur le site de Brocante Meg-antique.

L’impression 3D et la lithophanie

Puisque l’impression 3D est un procédé qui permet de créer des objets tridimentsionnel avec du volume, des formes et des textures très variées, il s’agit d’une technique intéressante pour réaliser de la lithophanie.

L’impression 3D permet d’obtenir un résultat rapide si on le compare à la sculpture traditionnelle. Ainsi, l’objet créé par addition de la matière ressemble en tout point à une sculpture réalisée généralement par retrait de la matière.

Comment réaliser une lithophanie avec une imprimante 3D?

Quelques étapes très simples à suivre pour obtenir ce genre d’objet.

Choisir l’image

Que ce soit une illustration ou une photo, du moment où l’on retrouve des ombres ou des dégradés dans l’image, l’effet de la lithophanie sera bien visible. Si par exemple la silhouette d’un animal est d’une couleur unie sans dégradé ni ombrage, elle sera simplement en relief par rapport au fond.

Ce procédé se distingue par un jeu d’ombres et de lumières donc l’image sera visible dans un dégradé de gris. Si vous choissisez une photo dans laquelle une couleur en particulier est nécessaire pour apprécier l’image, peut-être vaut-il mieux choisir autre chose comme sujet.

Donc pour un résultat marquant, idéalement l’image choisie aura des nuances de couleurs avec des ombres et des lumières plutôt contrastantes. Trop de détails dans l’image risquent aussi de la rendre moins bien visible, toutefois si les contrastes sont importants cela devrait bien fonctionner.

L’image choisie dans mon cas c’est la photo de notre petit homme qui observe le papillon qui se trouve sur son doigt. J’ai voulu voir justement jusqu’où on pouvait voir certains détails dans la photo. Si la main avec le papillon avait été un peu plus haut dans l’image c’est-à-dire sur la zone plus claire de l’image, le contraste aurait été vraiment plus marqué et donc plus facilement visible.

Convertir l’image en lithophanie

Il existe quelques applications qui permettent de convertir une image 2D en une image tridimentionnelle. Dans Adobe Photoshop par exemple, il s’agit d’une «action» que l’on peut télécharger et qui permet de faire la conversion. Je ne connais pas encore vraiment Blender, mais apparemment il est possible aussi de faire ce type de transformation assez facilement.

Quoiqu’il en soit, si on ne veut pas télécharger des logiciels uniquement pour faire de la lithophanie et bien il existe en ligne une application qui permet le faire. Il s’agit de Image to Lithophane créé par Nested Cube.

Simple à utiliser, avec quelques paramètres que l’on peut contrôler, le résultat obtenu grâce à cette application est un fichier STL prêt pour l’impression 3D. On peut d’abord choisir le type de forme de litho que l’on souhaite.

Ensuite, disons que les paramètres peuvent ne pas être modifiés pour vos premières expériences. Le seul qu’il est suggéré de changer c’est le type d’image, soit positive ou négative. Essentiellement, si on veut un résultat qui se rapproche de l’image originale, il faut que l’image générée en lithophanie soit positive. Autrement, en mode négatif, le résultat risque d’être complètement inversé en termes d’ombres et de lumières. Comme pour les pellicules photo anciennement que l’on appelait les négatifs. Si on les regardait avec un rétroéclairage on pouvait voir que sur la pellicule les couleurs foncées étaient très claires et vice versa.

Enfin, il suffit de télécharger le fichier STL simplement en cliquant sur le bouton Download.

Créer le fichier G-Code avec un trancheur

Personnellement j’utilise Cura comme trancheur. Il est gratuit offert par Ultimaker. Il en existe plusieurs autres, tous permettent de paramétrer plusieurs éléments pour préparer une impression 3D.

Dans le cas de la création d’une lithophanie, il faut tenir compte de quelques points essentiels.

La vitesse d’impression
Évidemment, plus la vitesse est lente meilleur sera le résultat. Surtout s’il y a beaucoup de détails, il faut s’assurer aussi une bonne rétraction assez rapide pour éviter des bavures. Pour information plus détaillée, j’ai utilisé une vitesse de 40 mm/s pour l’impression avec une vitesse de rétraction de 30 mm/s et de 6,5 mm de distance.

Épaisseur des couches et remplissage
Plus l’épaisseur est réduite, plus l’image sera précise. J’y suis allée avec du 0,2 mm et c’est franchement bien comme résultat. Le remplissage doit être à idéalement à 100% afin de s’assurer que les différentes épaisseurs soient bien remplies et ainsi bloquer ou laisser passer la lumière comme il se doit pour offrir un beau résultat.

Support et positionnement

Les lithophanies sont souvent courbées puisqu’elles sont utilisées comme abat-jour par exemple. Elles peuvent être imprimées à plat, mais la qualité de l’impression n’est pas la même que si elles sont imprimées à la verticale. Pourquoi? Simplement parce que le dépôt des couches de plastique se fait mieux de manière linéaire sur l’axe de X et Y plutôt que sur l’axe des Z. Mais le meilleur moyen reste de faire des tentatives pour pouvoir les comparer et voir ce qui nous plaît davantage.

Si on imprime à la verticale, il est préférable d’avoir un support à la base pour éviter que l’objet imprimé ne décolle du plateau durant l’impression. On place donc un Brim soit une bordure pour bien tenir en place la photo-objet. J’ai laissé le brim par défaut soit 20 lignes sur 8 mm. Tout dépend de la grandeur de l’objet imprimé, il faut ajuster la bordure en conséquence pour s’assurer d’un bon support.

Une fois tous les paramètres ajustés on envoie le programme de commande numérique (G-code) à l’imprimante.

Voilà, la petite photo imprimée, il ne reste qu’à retirer la bordure. Puisque le produit final est courbé, il tient debout sans support.

Je me suis amusée à le rétro-éclairer grâce à de petites lumières colorées. Mon modèle n’est pas sans défaut, malheureusement, mais pour l’expérience je suis vraiment satisfaite et surprise du résultat.

J’aime le côté un peu vieillot de la lithophanie créée avec l’imprimante 3D. On perçoit les fines couches ce qui ne me déplaît pas. Cette expérience me donne en vie de réaliser une petite veilleuse ou un abat-jour, sûrement un projet à venir.

Et vous, tenterez-vous l’expérience de la lithophanie? L’avez-vous déjà fait?

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Merci à Simon Leclerc pour avoir partagé son lien sur le sujet dans le groupe de Facebook Imprimante 3D au Québec.

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