Ventilateur axial (rotor)

Un rotor de ventilateur axial imprimable : pales vrillées au pas choisi, sur un moyeu alésé.

Un ventilateur axial, c’est un moyeu et une couronne de pales vrillées, et il souffle le long de son propre axe — la forme hélice, par opposition à la turbine, qui projette l’air sur le côté. Le vrillage est tout le dessin, et il vient d’un seul nombre.

Le pas EST le vrillage. Le pas, c’est la distance dont le ventilateur avancerait en un tour s’il se vissait dans un solide, et c’est le chiffre sur lequel toute hélice s’est toujours vendue. Il en découle exactement l’angle de pale à chaque rayon — `arctan(pas / 2 pi r)` — ce qui veut dire que la pale est raide près du moyeu, où elle se déplace lentement, et plate en bout, où elle va vite. C’est la répartition en vortex libre, et tu n’as pas à la composer : aucun angle par section à inventer, et le panneau annonce les deux extrémités obtenues. Un pas plus grand donne une pale plus mordante, qui déplace plus d’air par tour et sollicite davantage le moteur.

Ne te trompe pas de sens — mais pas pour la raison que tu crois. Les deux sens soufflent pareil ; la pale est mise en miroir, pas retournée. Ce que le réglage doit suivre, c’est le moteur : se tromper donne un ventilateur qui aspire là où tu voulais qu’il pousse.

Le profil, et pourquoi ses bords sont émoussés. Choisis une plaque plate — le plus simple à imprimer et le plus difficile à rater — ou l’un des profils NACA publiés à quatre chiffres. Sur le papier, un profil se referme en fil de couteau, et aucune buse ne sait déposer cela : à 12% d’épaisseur sur une corde de 10 mm, il passe de 1,2 mm à rien. Les deux bords sont donc émoussés à l’Épaisseur de bord, la valeur la plus fine que la pale a le droit d’atteindre où que ce soit.

Les bouts sont coupés sur le cercle qu’ils balaient. Un profil de pale se tient en travers du flux : ses coins sont donc plus loin de l’axe que la section à laquelle ils appartiennent, et une pale construite jusqu’au rayon annoncé balaierait deux millimètres de plus. Le rotor est donc rogné au cercle balayé, ce qui donne du même coup au bout l’arc qu’a un vrai ventilateur. La conséquence est la bonne : le Diamètre en bout est le chiffre qui doit passer dans ton cadre.

Surveille les pieds. Les pales se serrent là où elles quittent le moyeu : ce cercle est le plus court qu’elles croisent, et c’est là que la pale lui est le plus parallèle. Mets assez de pales, ou assez de corde, et les pieds se rentrent dedans et fusionnent en un disque plein qui ressemble toujours à un ventilateur. La ligne Jeu au pied des pales est ce qui te le dira.

Il demandera probablement des supports. Une pale vrillée imprimée à plat a un dessous très couché — aux pas courants, le bout n’est qu’à quelques degrés de l’horizontale, bien au-delà de ce qu’un trancheur sait ponter. La ligne Dessous de pale en bout donne cet angle et alerte en dessous de la règle empirique habituelle de 45 degrés. Active les supports, ou augmente le pas. C’est un fait sur les pales vrillées, pas sur ce générateur, et il vaut mieux le dire que le découvrir sur le plateau.

Ce qu’il ne te dit pas. Ni débit, ni pression, ni rendement, ni bruit. Cela dépend du carter autour du rotor, du jeu en bout et du moteur qui l’entraîne, dont cette pièce ne sait rien, et nous n’avons pas de banc d’essai. Ce qu’il affirme en revanche est géométrique et vérifiable : la pale est au pas demandé à chaque rayon, le profil est celui que tu as nommé, les pales se dégagent les unes des autres, le rotor balaie le diamètre affiché, et l’alésage correspond à l’arbre que tu as mesuré. Passe Vérification d’impression sur le résultat avant d’y consacrer du filament.

1. Ouvre le panneau Générer dans la barre latérale gauche et choisis Ventilateur axial (dans Ventilation et air).
2. Le rotor est inséré comme un seul corps imprimable. Les paramètres s’ouvrent dans le panneau Propriétés.
3. Règle le Diamètre en bout sur le cercle qu’il doit balayer, et le moyeu sur ce qui tient autour de ton arbre.
4. Règle le Pas : à lui seul il fait tout le vrillage, et le panneau annonce les angles au moyeu et en bout.
5. Règle Tourne pour correspondre à ton moteur, puis le nombre de pales et la corde à chaque extrémité, en surveillant la ligne du jeu au pied.
6. Saisis ton Diamètre de l’arbre (l’arbre, pas le trou), et un Méplat de l’arbre s’il s’agit d’un arbre en D.
7. Regarde la ligne du dessous de pale — une pale vrillée demande le plus souvent des supports — puis imprime-le moyeu vers le bas.