L’impression 3D est un excellent moyen de prototypage des objets artistiques comme ce gant de baseball ou plus techniques comme le compresseur qui fera objet de cet article. Dans mon cas, j’ai usé de ce moyen pour imprimer un compresseur centrifuge dans le cadre d’un projet en techho (3e secondaire). Plus précisément, avec du PLA (type de plastique) et un processus d’impression de près de 5 heures (et quelques heures de modélisation avec OpenScad).

visualisation pré-assemblage

C’est quoi cette affaire-là? Eh bien, laissez-moi vous en apprendre un peu plus…

Principe

Le principe d’un compresseur centrifuge est très simple. C’est un dispositif qui, avec une entrée d’air (ou tout autre fluide compressible d’ailleurs), comprime le fluide interne en augmentant son énergie cinétique causée par sa rotation. Puis, le fluide aura tendance à longer les parois internes du boîtier qui l’englobe jusqu’à en trouver la sortie et s’y refouler. Comme vous pouvez le déduire, l’air à la sortie a subi une compression. En contrepartie, une image vaut mille mots :

On utilise ce dispositif pour plusieurs choses comme :

  • gonfler un matelas (du type camping)
  • propulser un avion (en en mettant plusieurs en série)
  • turbocompresser un engin à pistons (dans un engin d’automobile, par exemple, voir l’image ci-dessous)

Il faut savoir que l’air (ou un autre fluide compressible)  n’entre pas par magie dans le boîtier; on dispose plutôt de pales inclinées qui créent une succion dans le haut du rotor. Cela facilite ainsi l’admission.

C’est pourquoi, si vous reportiez attention à la première image de compresseur, vous verriez que ce n’est par le fruit du hasard qui fait qu’on puisse discerner une légère inclinaison dans les pales du rotor. J’ai expressément conçu ainsi pour créer cette force qui contraint une certaine quantité d’air à se frayer un chemin entre les 7 pales du design 3D.

 

Sur le terrain

Une fois sur les lieux de mise en marche du compresseur centrifuge (il n’est pas rare qu’on le nomme aussi une pompe), j’ai procédé à l’installation grâce à des vis de 3mm de diamètre pour faire tenir le tout après une planche de contreplaqué.

Après avoir fait un court banc d’essai, j’ai constaté que l’air se faisait bel et bien aspirer par l’admission, mais que…

  • moins d’air que prévu se faisait pomper dans le conduit connecté au refoulement (sortie)
  • une partie de l’air qui entrait plus par le centre du rotor se faisait refouler par l’extérieur du trou d’admission au lieu d’aller au conduit

Après ce bref bilan de faits, j’ai conclu que je pourrais améliorer mon design 3D en :

  • diminuant le diamètre du trou d’admission de l’air
  • agrandissant le diamètre du conduit de refoulement et son connecteur
  • approfondissant vers l’extérieur les canalisations des parois internes du boîtier (auparavant quasi inexistantes, un point que j’avais négligé)

Toutes ces améliorations, en partant du fait que ce n’était pas la quantité de succion qui était problématique, mais plutôt les mesures de redirection du fluide une fois compressé.

En bref, le modèle 3D sera sujet à amélioration dès que le temps me le permettra et, si tel est le cas, il faut considérer l’éventualité que je vous revienne avec ses performances dans un prochain article.

 

Mon petit mot

En dernier lieu, je dois dire que les performances du dispositif ne se sont pas avérées exactement comme prévu… Comme quoi c’est indéniable qu’un peu d’ingénierie n’aurait pas fait de mal!

Je vais donc retravailler là-dessus et, surtout, si ce projet vous intéresse, n’hésitez pas à me contacter, que ce soit pour obtenir son fichier source ou bien pour des astuces quant à la modélisation d’un projet semblable si vous croyez que je peux vous être utile.

 

Sur ce, merci de la lecture et bon travail

Arthur

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