les premières hélices imprimées

Il est toujours bon de se tenir au courant des progrès des makers du monde. Notamment dans l’univers de l’impression 3D, intimement lié à celui des racers. À Futurapolis, j’ai parlé à une société française qui a conçu une imprimante 3D très performante, capable de mélanger les matériaux à l’instar de FeelObject. C’est ainsi que je me suis fait imprimer un support caméra en nylon/carbone/kevlar.

La question qui est naturellement venue à mon esprit en dialoguant avec le monsieur est la suivante :  » Pourra t-on un jour imprimer des hélices ?  »

Lorsqu’on m’a répondu par l’affirmative, j’ai pensé qu’il allait falloir être patient. Pourtant, en fouillant le site Thingiverse, je suis tombé sur les tentatives de particuliers qui ont tenté d’imprimer leurs propres hélices. Cela m’a amené à réfléchir à l’autre question : «  Est ce pertinent d’imprimer soi même ses bipales ou ses tripales ?  »

Cela pose en effet plusieurs problèmes liés à la sécurité, au coût et à l’efficacité du résultat. Avant de tenter d’y répondre, voyons ce qu’ont donné les premières tentatives : 

C’est presque moi qui l’ai faite ! 

Si vous possédez un scanner capable de numériser un objet et d’en envoyer le fichier à l’imprimante, c’est parfait mais vous serez limité à reproduire les modèles existants. Et je ne suis pas certain du résultat au vu des exemplaires d’objets reproduits que l’on m’a fait tester. Sur un modèle complexe, les scanners du marché ont tendance à effacer les micro détails. De toutes façons, le seul résultat important est le rendu final. Nous verrons cela plus bas.

Sinon, il vous faudra acquérir les compétences ou vous aider d’un logiciel de conception. Les profils NACA sont disponibles un peu partout sur le net. Ce sont les résultats obtenus par des tests des hélices en soufflerie que l’on peut insérer dans des logiciels comme Mecaflux.

CATIA, une création Dassault
Les tutos de Wolfang

Pour le moment, vous ne pourrez que vous servir du travail des autres mais peut-être qu’un jour ce savoir sera démocratisé gràce à des outils simplifiés. Les gens comme Wolfang auront participé à cela en rédigeant des blogs comme le sien. Vous pourrez y apprendre beaucoup de choses et même à maîtriser en partie les logiciels de conception. Disons qu’après quelques années, vous pourrez créer vos hélices ! J’avais évoqué la création des hélices dans un article sur les hélices Lumenier.

MAIS

Il semblerait que certains logiciels peuvent vous assistez grandement. En entrant quelques données comme le pas ou la longueur, vous obtiendrez une hélice au format .stl . Il faudra éventuellement la mettre à l’échelle par la suite, puis l’imprimer. Voyons maintenant les résultats, du fichier à l’essai en vol.

ATTENTION !

Si vous désirez imprimer des hélices, ce que je vous déconseille fortement, faites très attention ! Selon les matériaux, la qualité d’impression et la façon d’imprimer, vous pourrez obtenir des hélices trop fragiles et qui peuvent exploser lors des essais. Protégez-vous, prenez un maximum de précautions si vous décidez malgré tout de vous lancez dans l’aventure. Lunettes de protection, essais dans une pièce isolée… etc sont indispensables. Les éclats d’hélices sont très DANGEREUX.

Hélice 7 pouces testée en 3S, 1200 kv

polaire d'un profil(cliquer pour plus de détails sur les polaires)
Polaires

Voici la vidéo ( plus bas ) de cette hélice imprimée, son profil est indiqué dans les commentaires de la page Thingiverse qui lui est dédiée.

Cette 7 pouces a été imprimée dans un sens correspondant aux forces exercées. Cela améliore sa résistance. Cet essai est relativement concluant puisqu’on voit sur la vidéo qu’elle ne se brise pas. Il est probable que le concepteur ait connu bien des échecs avant de réussir. Il a certainement essayé plusieurs matériaux.

DE PLUS, cette hélice n’est pas destinée aux racers qui ont besoin de plus de rigidité que les UAV ! Je ne reconnais pas la matière employée mais ce n’est pas très lisse. Ce qui est un gros problème en matière d’aérodynamique.

Sans parler de la forme qui semble imparfaite, à moins que ce ne soit volontaire ( photo en 3D ). Mais ce n’est qu’un premier exemple, fonctionnel malgré tout. L’hélice a été équilibrée. Il est cependant possible de faire mieux.

test de résistance

test en vol

Une 8040 mieux finie

Cette 8 pouces a plus fière allure et semble plus lisse. Il faudrait l’avoir entre les mains, je vous l’accorde. D’autant plus que les photos ne soulignent pas la texture. Je pense qu’elle est plus conforme aux standards actuels même si nous sommes loin d’une DAL.

Elle a été conçue pour être la plus facilement imprimable possible sans affecter son rendement. Avec le logiciel Kisslicer ( Keep It Simple Slicer ). Vous la trouverez ici.

Quadprops

Peu d’informations sur cette hélice qui semble plutôt réussie. Pas de dimensions ni d’indications. Ni de vidéo. Son profil est davantage de type slow flyer.

tripales

Là non plus, pas de vidéo et la photo est de mauvaise qualité. Je vous la mets pour que vous voyez qu’on peut aussi imprimer des tripales. Seront-elles suffisamment solides ? Aucune idée.

Hélices diverses et variées

Les hélices courtes et larges avec une surface de pale importante ont l’air d’être mieux adaptées à l’impression. Les  » ducks  » ( carénages ) qui augmentent dans certains cas la poussée des hélices sont réalisés depuis un moment déjà. Mais en imprimant l’hélice qui va avec, on réduit le  » gap « . C’est à dire l’espace entre le bout de l’hélice et le carénage. Or, plus cet espace est réduit, mieux c’est.

Afficher l'image d'origine
Prototype non fonctionnel

 

Réflexion

Plusieurs choses sont à retenir ici. Tout d’abord sur la faisabilité. Imprimer ses hélices soi-même, c’est possible. Nous venons de le voir. Nous n’en sommes qu’au début et les imprimantes vont baisser en prix et augmenter en qualité. Les matériaux vont évoluer et les polymères chargés ( carbone, kevlar ou autres ) n’ont pas encore été utilisés pour imprimer des hélices à ma connaissance. Peut-être n’est ce pas avantageux de les utiliser.

En revanche; il faut s’interroger sur les autres critères :

  • le prix de revient de l’impression
  • les avantages par rapport aux hélices moulées conventionnelles

Sur ces points, il faut reconnaître qu’en l’état actuel des choses, imprimer ses hélices n’apporte pas grand chose. Mais il faut envisager encore quelques points. Par exemple le format des hélices.

2.5 , 3, 3.5 , 4, 5, 5.5, 6 pouces. pourquoi pas d’autres formats ?

Afficher l'image d'origine
3 x 5050
Haute qualité 2 paires DALPROP 3545 Bullnose T3545BN 3 PC lame hélice CW CCW pour 100 120 150 RC Multirotors(China (Mainland))
3545 DAL x 3

Plus nous aurons de tailles et de longueurs d’hélices, plus les concepteurs de châssis pourront proposer des classes différentes. Et améliorer ainsi ( ou empirer ) les rapports poids / puissance. Nous sommes aujourd’hui dépendants des fabricants d’hélices et tant qu’ils ne sortent pas de nouveaux modèles comme les Racekraft 5051, les A2pro 3 x 5050 ou les quadripales 5045 DAL, nous sommes condamnés à attendre les nouveautés pour explorer de nouvelles voies et de nouveaux trios moteurs / kv / hélices. D’un autre côté, les 3545 DAL et les 5.5 pouces Graupner sont des formats disponibles dont personne ne se sert, ou presque.

Afficher l'image d'origine
5.5 graupner C Props

Enfin, il faut envisager l’avenir. Imaginez qu’après avoir casser vos hélices vous puissiez les récupérer, les broyer et les mettre dans une imprimante capable les reconstruire. Plus de dépenses, plus de gâchis. Nul doute qu’un jour nous arriverons à recycler les objets gràce à une technologie ou à une autre.

Les traitements à l’acétone peuvent être une piste sérieuse pour palier à la rugosité des hélices imprimées. Ce traitement pourrait améliorer leur résistance par la même occasion. Regardez plutôt :

Afficher l'image d'origine
après traitement à l’acétone via une magicbox

 

3 commentaires Ajoutez les votres
  1. Sur les hélices, l’aspect de surface est très important. Je ne sais pas ce que ça donne avec ce genre de matériau, faudrait creuser pour voir s’il n’y a pas une perte de rendement significative.

  2. OUAH 🙂 j’en connais qui vont se prendre des bouts de pâles à la figure.
    L’aspect coût aussi n’est pas si négligeable en 3D 🙁
    Mais bon sur de petits moteurs qui ne tournent pas bien vite et entre les mains de gens qui maîtrisent la résistance des matériaux, pourquoi pas , moi perso, je reste sur des pièces statiques, travaillant en compression, mais pas encore sur des pales 🙂 🙂

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *