Matériaux et procédés Lindstruments
Lindstruments s'est fait connaître au sein des communautés de la cornemuse et de la musique traditionnelle pour l'utilisation de l'impression 3D afin de fabriquer des instruments inédits et autrement indisponibles – en particulier le chalumeau « Lindsay System » pour smallpipes écossaises et la gamme Qwistle.
Le choix de recourir à l'impression 3D était une évidence. Le chalumeau Lindsay System – projet central et raison d'être de Lindstruments – est une conception de chalumeau pour smallpipes écossaises entièrement nouvelle. Il a été développé grâce à l'impression 3D et, même sous sa forme finale opérationnelle, il représente une charge de recherche et développement considérable pour tout facteur d'instruments souhaitant le réaliser en bois. En 2015, la décision a été prise de commercialiser le chalumeau en tant qu'instrument imprimé en 3D, afin que les musiciens puissent commencer à l'utiliser et qu'une communauté puisse se former autour de cette conception.
Le Qwistle en Ré grave est alors devenu un moyen d'explorer la capacité de l'impression 3D à produire des formes internes qui seraient difficiles, voire impossibles, à réaliser par d'autres méthodes. L'intérieur de la tête du Qwistle en Ré grave présente une géométrie interne sophistiquée qui exerce une influence décisive sur la sonorité et la réponse.
L'expérience acquise avec ces méthodes a montré que, pour certains matériaux, les instruments imprimés en 3D peuvent atteindre une qualité sonore équivalente à celle du bois. En rendant le chalumeau disponible via l'impression 3D, les musiciens peuvent utiliser et développer cette conception dès maintenant, contribuant ainsi à préparer le terrain pour d'éventuelles futures expérimentations de versions en bois par des facteurs traditionnels.
De nombreux joueurs de cornemuses à soufflet s'attendent à ce que les plastiques sonnent moins bien que le bois. Avec certains matériaux imprimés en 3D, cette attente n'est pas fondée. Un article sur les « répliques imprimées en 3D d'instruments à vent historiques » par l'ingénieur en mécanique Federico Xiccato, le chercheur en science des matériaux Gabriele Ricchiardi et le musicien/pédagogue Manuel Staropoli, publié dans le bulletin de la Galpin Society (mai 2018), décrit l'utilisation du frittage laser de nylon pour produire des copies de flûtes à bec avec de bons résultats acoustiques. Les auteurs notent que le nylon fritté possède une densité comparable à celle du buis et une légère porosité qui lui permet d'être fini presque comme du bois. Il s'agit de la même famille de matériaux que celle que nous utilisons pour les instruments Lindsay System et Qwistle, adoptée ici dès 2013, et ses propriétés acoustiques semblables à celles du bois sont apparues immédiatement.
Comme le note également cet article, ces matériaux peuvent être finis de manière similaire au bois. Nos impressions brutes sont entièrement blanc neige. Nous utilisons un processus de coloration qui imprègne la surface sur une profondeur d'environ 0,2 mm ; en pratique, cela s'est avéré suffisamment profond pour résister à l'usure et à l'abrasion quotidiennes, le substrat blanc n'étant exposé que si une pièce est coupée ou percée.
Les objets imprimés en 3D sont fabriqués par différentes méthodes. Dans notre travail, nous utilisons principalement le dépôt de fil fondu (FDM/FFF) et le frittage laser sélectif (SLS). Les deux procédés produisent un matériau qui, tout en étant solide et robuste, possède une sorte de « grain » et une porosité comparables à ceux du bois dur. Une finition manuelle et un harmonisage précis restent nécessaires : les tolérances requises dans la fabrication d'instruments à vent sont si strictes que même les imprimantes industrielles très précises laissent de petites variations entre les pièces.
L'étape de mise au point est donc similaire à celle d'un jeu de cornemuse traditionnel, utilisant de petits outils à main pour ajuster et harmoniser l'instrument. En pratique, cela signifie qu'il subsiste une touche de la main du facteur évidente sur chaque pièce Lindstruments, même lorsque le corps principal a été imprimé plutôt que sculpté.