Pour monter un ballon de football avec des pièces, il faut fabriquer avec précision les pièces maîtres, découper 20 hexagones et 12 pentagones, réaliser leurs arrondis, ajuster chaque élément, puis assembler, poncer et vernir l’ensemble. Les pièces doivent être suffisamment précises pour conserver une forme régulière et permettre aux pentagones de s’insérer correctement dans leurs emplacements.
La méthode décrite repose sur un ballon décoratif en bois ou en matériau dérivé du bois, réalisé à partir de pièces géométriques assemblées à plat joint. Elle comprend la fabrication des gabarits, la découpe des formes, l’usinage des arrondis, le collage progressif et les finitions.
Préparer les pièces maîtres
Pour commencer, j'ai commencé par découper un hexagone et un pentagone de 30mm de coté dans du contreplaqué de 12mm à la scie à format. C'est une étape assez longue car il faut ajuster l'angle du gabarit jusqu'à obtenir un hexagone qui a ses 6 cotés de même longueur et un angle de 120 degré entre 2 arêtes.
On répète l'opération pour le pentagone jusqu'à obtenir 5 coté de même longueur et un angle de 144 degré entre 2 arêtes. Ces pièces serviront par la suite à réalisé 20 hexagones identiques et 12 pentagones identiques.
Il faut donc que ces pièces soit les plus précises possibles.
| Élément | Quantité | Caractéristiques |
|---|---|---|
| Hexagones | 20 | Arêtes de 48.1 mm |
| Pentagones | 12 | 5 côtés de même longueur |
| Pièce maître hexagonale | 1 | 30mm de coté, angle de 120 degré |
| Pièce maître pentagonale | 1 | 30mm de coté, angle de 144 degré |
Découper les 20 hexagones
On continue par découper les 20 hexagones. Pour découper les hexagones, il faut incliner la lame à 20.77°.
Pour cela, j'ai commencer par couper des carrés de 100 mm de coté dans du valchromat noir de 22 mm. Je fixe ensuite ma pièce maitre en dessous avec 2 vis.
Cette dernière viens se positionner dans un emplacement avec le moins de jeu possible sur un gabarit réglable. En effet, le panneau du dessus peut bouger afin de s'approcher ou de s'éloigner de la lame de scie.
Cela permet de réaliser des hexagones de différentes tailles et donc nous permettre d'obtenir un hexagone avec des arêtes de 48.1 mm.
On réalise une coupe on sort la pièce on la tourne de 1/6 ème de tour et on recommence jusqu'à obtenir un hexagone.
On vérifie la longueur des arêtes, si ce n'est pas bon on recommence jusqu'à obtenir des arêtes de 48.1 mm. Il m'a fallu pas moins de 8 réglages pour obtenir la bonne longueur d'arêtes.
Une fois le gabarit réglé, on réalise les coupes sur les 20 hexagones + quelques pièces en plus en cas d'éventuels problèmes qui pourrait arriver ensuite mais aussi afin de réaliser les différents pointages à venir.
Réglage et contrôle des hexagones
- Découper des carrés de 100 mm de coté.
- Utiliser du valchromat noir de 22 mm.
- Fixer la pièce maître sous le carré avec 2 vis.
- Régler la position du panneau par rapport à la lame.
- Incliner la lame à 20.77°.
- Effectuer une coupe, puis tourner la pièce de 1/6 ème de tour.
- Répéter l’opération jusqu’à obtenir six côtés.
- Vérifier que les arêtes mesurent 48.1 mm.
Réaliser l’arrondi des hexagones
Je continue en réalisant les arrondis sur les hexagones. Pour cela, j'ai réalisé un gabarit avec la défonceuse.
On fixe l'hexagone au centre d'une plaque carré à l'aide de 2 vis. Cette plaque est ensuite fixé sur une autre plaque qui est relié à la visseuse.
La visseuse est installé sur un support qui tourne autour d'un axe situé à 110 mm de l'extrémité de la mèche.
Créer le quart de rond sur les arêtes
Je réalise ensuite un quart de rond de 2 mm sur les arêtes des hexagones afin que l'on ai l'impression que le ballon ai été cousu.
Sur les photos il s'agit de la réalisation du quart de rond sur les pentagones mais le principe est le même pour les hexagones.
Cette opération adoucit les arêtes et donne aux pièces l’apparence de panneaux légèrement séparés, comme sur un ballon cousu.
Assembler les hexagones
Pour le collage, j'ai choisi de coller à plat joint car je n'avais pas beaucoup de matière sur mes chants pour réalisé un assemblage.
J'ai donc commencé par collé 3 série de 5 hexagones et les 5 derniers seront collé lors du collage final.
Toutes les pièces ont été serrées avec du scotch
Le collage progressif facilite la manipulation des éléments et permet de conserver les différentes pièces en position pendant le séchage.
Découper les pentagones
Pendant que les hexagones sèchent, ont réalise les pentagones.
Sur le même principes que les hexagones, je fixe ma pièce maître sous un carré et je réaliser mes 5 coupes à la scie à format avec la lame incliné à 16.74°.
Il faut faire en sorte que les arêtes du dessous du pentagone arrive au même niveau que les arêtes des hexagones lorsqu'on le positionne.
Cela permettra de garder le même pointage pour réalisé les arrondis.
Je n'ai malheureusement pas de photos de cette étape mais j'espère que vous m'avez compris
| Pièce | Nombre de coupes | Inclinaison de la lame |
|---|---|---|
| Pentagone | 5 | 16.74° |
| Hexagone | 6 | 20.77° |
Réaliser l’arrondi des pentagones
On continue en réalisant les arrondis sur les pentagones. On utilise pour cela le même gabarit que pour les hexagones, il suffit juste de prendre une nouvelle pièce carré pour y fixé le pentagone.
L’utilisation du même gabarit permet de conserver une géométrie cohérente entre les hexagones et les pentagones.
Ajuster et profiler les pentagones
Avant de réaliser les arrondis, on essaye un à un les pentagones et on les ajustes si besoin afin qu'ils rentre parfaitement dans leurs emplacements.
Puis on réalise le quart de rond de 2 mm sur les arêtes.
L’ajustement individuel est nécessaire pour que chaque pentagone s’intègre correctement dans la structure déjà formée par les hexagones.
Coller les pentagones
Une fois les pentagones ajusté, on les colle à plat joint dans leurs emplacements respectifs.
Le collage intervient après les essais d’insertion et la réalisation des arrondis, afin d’éviter de devoir modifier des pièces déjà fixées.
Poncer et préparer la finition
J'avais pris soin lors de la réalisation des arrondis de poncer les faces au papier de verre de 120, (ça va plus vite!!)
Une fois le ballon collé on ponce toutes les faces une à une au 180 afin de retirer les éventuelles trace de colle et préparer ainsi le médium à recevoir le vernis.
Le ponçage au grain 120 intervient pendant la réalisation des arrondis, tandis que le ponçage au 180 est effectué une fois l’assemblage terminé.
Fabriquer un socle et vernir le ballon
J'ai également réalisé un socle en valchromat noir pour evité que le ballon ne roule partout!!!
Le ballon à reçu 2 couche de vernis mi-satiné mi-mate
Le socle stabilise le ballon et complète la présentation de l’objet, tandis que le vernis protège la surface préparée par le ponçage.