Suite à l’article « Un masque qui vous colle à la peau », voici une autre modélisation de masque similaire où vous utiliserez une surface lissée. Vous trouverez dans l’article précédent les détails concernant l’obtention de la courbe du visage.
Cette modélisation a été réalisée avec SolidWorks 2011, elle peut sans problème être adaptée à d’autres logiciels.

Dans un assemblage, insérez une nouvelle pièce « Masque », cliquez sur le plan de face de l’assemblage pour créer votre première esquisse, tracez un trait vertical vers le haut à partir de l’origine, cotez-le (hauteur de la courbe du visage concerné), importez l’image du contour du visage, mettez-la à l’échelle et positionnez-la par rapport à l’origine.

La photo en cours de positionnement

Ouvrez une nouvelle esquisse sur le plan de face, convertissez la ligne verticale de la première esquisse et transformez-la en trait de construction, tracez une demi-courbe avec l’outil « Spline », plus vous mettez de points, mieux elle collera à la courbe du visage. Cachez l’esquisse de la photo. Faites la symétrie de la courbe par rapport au trait vertical.

La courbe du contour du visage

Créez, à 72mm, un plan parallèle au plan de face pour dessiner le contour de la forme de votre filtre.

Le plan du filtre

Ouvrez une nouvelle esquisse sur le plan 1 et dessinez la forme de votre filtre (120mm de largeur au lieu des 150mm ci-dessous serait préférable pour avoirs des inclinaisons plus faibles lors de l’impression 3D).

Forme oblongue du filtre

Les 2 sections arrière et avant du masque étant créées, vous allez maintenant créer les 4 courbes guide qui sont indispensables pour avoir une belle forme. Ouvrez une nouvelle esquisse sur le plan de droite pour dessiner la courbe guide haute. Ouvrez ensuite une nouvelle esquisse pour créer la courbe guide basse.

Courbe guide haute et courbe guide basse

Pour les courbes guides latérales, créez un plan parallèle au plan de dessus passant par le centre de la forme oblongue.

Le plan servant à créer les esquisses les courbes guides latérales

Ouvrez une nouvelle esquisse sur ce plan et dessinez la courbe guide gauche, il y a 2 parties verticales (mêmes dimensions que celles de la courbe guide haute) et une spline. Ouvrez une nouvelle esquisse et convertissez la courbe guide gauche, tracez un trait de construction à partir de l’origine, effectuez une symétrie de cette courbe et transformez-la en traits de construction.

Courbe guide gauche et courbe guide droite

Les 4 courbes guides étant terminées, vous allez créer une surface utilisant les 2 sections précédentes et les 4 courbes guides, utilisez la fonction surface lissée.

La surface lissée avec ses sections en bleu et ses courbes guides en violet

Il faut maintenant donner de l’épaisseur à cette surface.

La surface épaissie

La génération de la surface fait que les faces avant et arrière ne sont plus parfaitement planes, il est donc nécessaire de les recouper. Ouvrez une nouvelle esquisse sur le plan 2 et dessinez un rectangle de 70mm de hauteur et décalez-le de 1 mm vers le bas, enlever la matière à l’extérieur de ce rectangle dans les 2 directions.

La forme épaissie avec ses 2 faces planes

Vous allez maintenant créer l’appui sur le visage en balayant une section autour du contour du visage. Créez une nouvelle esquisse sur le plan de droite et dessinez la section à balayer. Ouvrez une nouvelle esquisse sur la face arrière du masque et convertissez la courbe du contour intérieure de la face arrière du masque.

La section (située en haut du masque) et la trajectoire de balayage (en bleu clair)

Générez le contour en effectuant un balayage.

Le balayage et le masque avec l’appui visage

Vous allez procéder de la même façon pour la face d’appui du filtre, créez sa section et sa trajectoire.

La section d’appui du filtre et sa trajectoire de balayage

Puis effectuez un balayage suivant le contour extérieur de la face avant du masque.

Le balayage et le masque avec l’appui du filtre

Vous allez maintenant créer les crochets de maintien de l’entourage du filtre où viendront s’accrocher de petits élastiques, commencez par créer un plan décalé du plan de droite et effectuer une coupe pour avoir un repère pour dessiner les profils des crochets.

Le plan décalé

Ouvrez une nouvelle esquisse sur ce plan et dessinez les profils des crochets haut et bas puis extrudez-les.

Profils des crochets haut et bas et l’extrusion

Pour les 2 autres crochets, faites une symétrie par rapport au plan de droite.

La symétrie, le masque avec ses 4 crochets

Ajoutez des congés à la base des crochets pour les renforcer.

Les congés sur les 4 crochets

Je vous propose d’ajouter une valve qui permet d’évacuer l’air plus facilement (fortement déconseillée si vous êtes contagieux) et d’éviter la transpiration, elle est composée de 3 parties, le support de clapet, le clapet et la pièce de fixation, elle se fixe très facilement et s’adapte à différentes épaisseurs en tournant plus ou moins la pièce de fixation.

Vous trouvez ce type de valve chez AliExpress pour quelques euros.

Commencez par créer le tube, ouvrez une nouvelle esquisse sur le plan de droite et tracez un trait de construction à peu près perpendiculaire à la face inférieure du masque, tracez un trait parallèle à ce trait d’axe, cotez-le (mettez 0,2mm de plus que le diamètre de la valve) et faites une révolution en fonction mince.

Esquisse du tube et sa révolution autour de l’axe bleu

Percez le tube, ouvrez une nouvelle esquisse sur la face inférieure du tube, convertissez le diamètre intérieur et effectuez un enlèvement de matière jusqu’à la prochaine surface.

Le trou de passage de la valve

Ajustez la hauteur de dépassement du tube, ouvrez une nouvelle esquisse sur la face inférieure du tube, convertissez le diamètre extérieur et effectuez un enlèvement de matière pour ajuster sa hauteur de dépassement.

La partie inférieure supprimée

Ajustez la hauteur du tube (en fonction de votre valve), ouvrez une nouvelle esquisse sur la face supérieure du tube, convertissez la surface supérieure du tube et effectuez un enlèvement de matière translaté par rapport à la surface inférieure du tube.

Hauteur du tube en fonction de votre valve

Ajoutez maintenant des congés autour du tube à l‘intérieur et à l’extérieur du masque.

Le nettoyage sera plus facile en évitant les angles vifs

Vous venez de terminr votre masque, n’oubliez pas de l’enregistrer si vous ne l’avez pas encore fait. 😉

Magnifique masque qui en principe s’ajustera parfaitement au visage 😀

Vous venez de réaliser la plus grosse partie, il vous reste à modéliser l’entourage qui permettra de fixer le filtre sur le masque. Pour cela insérez une nouvelle pièce « Entourage », cliquez sur la face avant du masque pour ouvrir votre première esquisse, sélectionnez la surface avant du masque et décalez-la de 1mm (valeur à ajuster en fonction de l’épaisseur de votre filtre), ensuite extrudez-la de 1mm vers l’avant et 10mm vers l’arrière en fonction mince pour réaliser un anneau oblong.

L’extrusion en fonction mince du tour de l’entourage

Ouvrez une nouvelle esquisse sur le plan de droite et dessinez la section le l’appui filtre et cotez-la (une seule cote suffit pour que l’esquisse soit entièrement contrainte), ouvrez une nouvelle esquisse sur la surface avant de l’anneau oblong et convertissez cette surface pour obtenir la trajectoire du balayage.

La section de l’appui du filtre et la trajectoire de balayage

Effectuez le balayage de cette section en suivant la trajectoire.

L’opération de balayage

Vous allez maintenant modéliser les attaches de l’élastique de maintien du masque, cachez le masque et ouvrez une nouvelle esquisse sur la face arrière de l’entourage, convertissez les contours interne et externe de la face arrière, délimitez la hauteur (supérieure à la hauteur finale de l’attache) et extrudez les 2 attaches  sur une valeur supérieure à la largeur des l’attaches.

La section de l’attache gauche et l’extrusion (les 2 attaches sont extrudées en même temps)

Il ne vous reste plus qu’à détourer les attaches et percer les trous de passage de l’élastique de maintien. Vous allez ouvrir une nouvelle esquisse sur le plan de droite, dessinez le trou oblong et le détourage de l’attache, faites un enlèvement de matière dans les 2 directions jusqu’à la prochaine surface pour obtenir les 2 attaches.

Le profil de l’attache et le détourage

Il ne reste plus qu’à rajouter des congés pour améliorer l’esthétique de l’entourage à la base des attaches.

Les 4 congés de renfort

Voilà vous avez terminé votre modélisation, n’oubliez pas de l’enregistrer. 😉

Il ne vous reste plus qu’à enregistrer vos pièces au format STL, attention au réglage de votre STL, en qualité grossière vous retrouverez des facettes sur votre pièce imprimée, en qualité fine ce sera parfait, inutile de mettre les réglages à fond, car le temps de calcul augmente fortement ainsi que le poids du fichier et l’impression de la pièce n’est pas meilleure.

Qualité grossière, fine et personnalisée (curseurs au Maximum)

Les positions des curseurs en fonction de la résolution, grossière, fine, personnalisée à fond et personnalisée

De 602Ko (11 988 triangles) à 285 Mo (5 494 056 triangles) au Maximum

Il ne vous reste plus qu’à imprimer vos pièces ainsi que 2 petits coinceurs pour l’élastique de maintien du masque, quelques heures à attendre avant de passer à l’assemblage, le filtre est constitué de 2 couches d’essuie-tout  découpé 6mm plus large que la forme de l’avant du masque, pour améliorer l’étanchéité de la valve vous pouvez mettre un petit joint torique ou un peu de joint silicone.

La modélisation des 2 pièces et l’ensemble terminé imprimé sur une Ender-3 puis assemblé

Voilà de quoi vous occuper pendant cette période de confinement, bonne modélisation 😀

Si vous avez déjà essayé d’imprimer un masque récupéré sur un site qui propose des modèles 3D, il est pratiquement certain qu’il ne correspondra pas à votre visage. Comment faire pour modéliser un masque qui s’applique parfaitement à votre visage ? Si comme moi vous n’avez pas de scanner 3D, voici une méthode qui permet d’avoir un masque parfaitement étanche.

La base sera le contour du masque, vous pourrez l’obtenir avec par exemple du fil électrique monobrin (il faut qu’il ait une certaine rigidité, mais pas trop), placez-vous devant une glace et appliquez le fil contre votre visage en le formant progressivement, prenez votre temps, soignez tout particulièrement le contour du nez, ce sera votre base de modélisation, lorsque vous avez terminé la mise en forme de votre fil, raccordez les 2 extrémités avec du scotch, cette courbe doit être contenue dans un plan.

Prenez un fil rigide, mais pas trop, prenez votre temps, c’est le point de départ pour avoir un masque étanche

Ensuite vous pouvez numériser ou photographier votre contour, puis le nettoyer dans un logiciel de retouche d’image et ne garder que le contour de votre fil.

La photo, la photo retouchée et la photo détourée

Vous allez maintenant utiliser un logiciel de modélisation (SolidWorks, Fusion 360 par exemple). Vous allez modéliser un demi-masque, premièrement sur une esquisse placée sur le plan de face, importez votre contour de visage, ajustez son échelle et positionnez le correctement par rapport à l’origine de votre modélisation, ouvrez une autre esquisse sur le même plan de face et tracez le demi-contour de votre visage en utilisant une ligne et une courbe (spline). Deuxièmement, créez le demi-contour (100 x 90 avec un rayon de 25mm) de votre partie avant (côté filtre, plus il sera grand, moins vous transpirerez lors de l’utilisation) sur une esquisse située à 60mm du plan de face. Troisièmement, ouvrez une esquisse sur le plan de droite et créez la courbe guide haute. Quatrièmement, créez la courbe guide basse de la même façon que la précédente (SolidWorks nécessite une esquisse différente pour chaque courbe guide). Cinquièmement, effectuez un lissage entre les 2 sections en utilisant les 2 courbes guide pour obtenir la forme de base.

Opération de lissage, les 2 sections (profils) en bleu clair et les 2 courbes guides en violet

Sixièmement, extrudez de 10mm la partie avant de votre masque. Septièmement, utilisez la fonction coque pour obtenir une épaisseur de 0,8mm (multiple du diamètre de la buse de l’imprimante 3D).

La forme de base, extrusion de la partie avant et fonction coque (épaisseur 0,8mm)

Huitièmement, réalisez l’appui sur le visage, créez la section sur le plan de droite et la trajectoire sur la face arrière du masque, effectuez un balayage pour obtenir le contour.

La section et le balayage

Neuvièmement, procédez le la même façon pour réaliser l’appui du filtre.

La section avec une rainure en V pour coincer le filtre et son balayage

Dixièmement, ajouter des crochets qui accueilleront un élastique qui maintiendra l’entourage du filtre, la partie basse du profil doit se trouver à environ la moitié de l’épaisseur du masque (cote de 0,5mm sur le dessin), une fois le crochet extrudé (par exemple 0,8mm), ajoutez un congé de rayon 1 ou 2mm sur les 3 arêtes de sa base.

Forme du crochet haut, celui du bas est identique

Onzièmement, réalisez la symétrie du demi-masque pour avoir le masque entier.

Le demi-masque terminé et le masque complet

Vous allez maintenant modéliser l’entourage du filtre à partir du masque, il comportera deux trous oblongs pour le passage de l’élastique de maintien. Commencez par décaler de 1mm (cote à ajuster suivant l’épaisseur du filtre) vers l’extérieur le contour de l’avant du masque, extrudez de 1mm vers l’avant et 10mm vers le visage en fonction mince de 0,8mm pour obtenir l’entourage.

L’entourage du filtre obtenu en extrusion fonction mince de 0,8mm

Ensuite, modélisez l’appui du filtre en faisant sa section sur le plan de droite et en effectuant un balayage de cette section suivant le contour de l’entourage.

La section de l’appui du filtre et le balayage

Il ne reste plus qu’à faire les attaches de l’élastique de maintien du masque, les trous oblongs pourront êtres dimensionnés aux cotes de votre élastique, j’ai employé un élastique de section 10x1mm, ce qui est un peu gros, je pense qu’un moins large serait préférable. Les trous oblongs sont inclinés dans la direction des oreilles.

Les attaches de l’élastique de maintien, après l’extrusion des 2 attaches

Pour finir les attaches vous repercerez le passage de l’élastique et ajouterez des congés.

L’entourage avec les congés des attaches et le masque complet

Les coinceurs de l’élastique possèdent 2 trous oblongs identiques à ceux de l’entourage, vous choisirez la forme extérieure à votre goût, ceux que j’ai modélisés ont la forme du Covid-19.

Il ne vous reste plus qu’à enregistrer le masque et l’entourage au format STL pour pouvoir les récupérer dans le slicer de votre imprimante 3D.

Les 2 STL

Pour générer le fichier GCode pour l’imprimante 3D, J’ai utilisé Cura. Les pièces sont posées sur leur avant, la taille de la surface permet une bonne adhérence sur le plateau, il n’y a pas besoin de support.

Les 4 pièces dans Cura, pour générer le fichier GCode

Après quelques heures d’impression, vous aurez toutes les pièces pour réaliser votre masque à votre taille. Il vous reste à découper le filtre, j’ai utilisé 2 épaisseurs d’essuie-tout, mais vous pouvez aussi les découper dans un sac d’aspirateur, un filtre à café ou peut-être autre chose…

Masque et entourage en bleu, coinceurs en orange, filtre en blanc, petit élastique jaune et élastique de maintien blanc

Le masque terminé

Vous pouvez maintenant sortir en toute sécurité sans vous faire remarquer ! 😉

Une autre méthode utilisant les surfaces par ici…